Ответы на вопросы к Госам

1. Мониторинг почв и его задачи

Мониторинг почв - это информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений почв под влиянием природных и антропогенных факторов.

Он направлен на достижение 2-х главных целей:

1) Своевременного обнаружения неблагоприятных изменений свойств почв и почвенного покрова при различных видах его использования

2) Контроля за динамикой состояния почв под сельскохозяйственными культурами для выдачи рекомендаций по применению регулирующих мероприятий.

- оценка среднегодовых потерь почвенных ресурсов вследствие водной, ирригационной эрозии и дефляции;

- обнаружение регионов с дефицитным балансом главнейших элементов питания растений, выявление и оценка скорости потерь гумуса, азота, фосфора; контроль содержания элементов питания растений;

- контроль кислотно-щелочных показателей почв, что особенно актуально в районах ирригации, применения высоких доз минеральных удобрений и промышленных отходов в качестве мелиорантов, а также в крупных промышленных центрах и на прилегающих к ним территориях, где атмосферные осадки отличаются высокой кислотностью;

- наблюдения за солевым режимом орошаемых почв и удобряемых почв;

- контроль загрязнения почв тяжелыми металлами вследствие глобальных выпадений и применения удобрений;

- контроль локального загрязнения почв тяжелыми металлами в зоне влияния промышленных предприятий и транспортных магистралей, а также пестицидами в регионах их постоянного применения, детергентами и бытовыми отходами на территориях с высокой плотностью населения;

- долгосрочный и сезонный (в период вегетации растений) контроль влажности, температуры, структурного состояния, водно-физических свойств почв;

- оценка вероятного изменения свойств почв при проектировании гидростроительства, мелиорации, внедрения новых систем земледелия и удобрений и т.п.;

- инспекторский контроль размеров и правильности отчуждения пахотно-пригодных почв для промышленных и коммунальных целей.

Все выше перечисленные задачи это еще не предел тех всех задач которые должны решатся почвенным мониторингом. Например, некоторые задачи, в связи с развитием технологий, могут отпадать.

3. Особенность почвы как объекта мониторинга

Специфика почв как объекта мониторинга определяется их местом и функциями в биосфере. Почвенный покров служит конечным приемником большинства техногенных химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Обладая высокой емкостью поглощения, почва является главным аккумулятором, сорбентом и разрушителем токсикантов. Представляя собой геохимический барьер на пути миграции загрязняющих веществ, почвенный покров предохраняет сопредельные среды от техногенного воздействия. Однако возможности почвы как буферной системы не безграничны. Аккумуляция токсикантов и продуктов их превращения в почве приводит к изменению её химического, физического и биологического состояния, деградации и, в конечном итоге, разрушению. Эти негативные изменения могут сопровождаться токсичным воздействием почв на другие компоненты экосистемы - биоту (в первую очередь, видовое разнообразие, продуктивность и устойчивость фитоценозов), поверхностные и грунтовые воды, припочвенные слои атмосферы (Гришина Л. А., 1991 и др., с.82).

Организация почвенного мониторинга представляет собой задачу более трудную, чем мониторинга водных и воздушных сред по следующим причинам:

1) почва - сложный объект исследования, так как представляет биокосное тело, которое живет по законам и живой природы, и минерального царства;

2) почва - многофазная гетерогенная полидисперсная термодинамическая открытая система, химические взаимодействия в ней происходят с участием твердых фаз, почвенного раствора, почвенного воздуха, корней растений, живых организмов;

3) опасные загрязняющие почвы химические элементы Hg, Cd, Pb, As, F, Se являются природными составляющими горных пород и почв. В почвы они поступают из естественных и антропогенных источников, а задачи мониторинга требуют оценки доли влияния лишь антропогенной составляющей;

4) поступают в почву различные химические вещества антропогенного происхождения практически постоянно;

5) природное пространственное и временное варьирование содержаний химических веществ в почвах велико, что нередко определяет трудность установления степени превышения исходного уровня содержания химических веществ в почвах (Мотузова Г. В., 1994, с.83).

Глава. 3 Показатели экологического состояния почв, подлежащие контролю при мониторинге

Наиболее важным вопросом является выбор показателей мониторинга почв, периодичности наблюдений и методов измерения. Перечень показателей должен быть оптимальным, обеспечивающим реальность исполнения и не вызывающем потери информации. Система показателей должна включать обязательные для всех видов почв и специфичные для почв одного или нескольких типов параметры, а также показатели, обусловленные природой загрязняющих веществ (Гришина Л. А., 1991 и др., с.82). Выбираемые для мониторинга показатели должны быть по возможности просты, а методы доступны, в том числе для сравнительно небольших лабораторий, не располагающих дорогостоящим оборудованием.

4. Виды и источники загрязнения почв. Миграция поллютантов в ландшафтах

Главными источниками загрязнения являются:

1) Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает страницы: бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы России до 7-8 лет, Средней Азии до 15 лет; яйца власоглавов от 1 до 3 лет.

2) Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

3) Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве.

4) Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека.

Вместе с навозом в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.

5) Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в тканях растений. Это явление можно сопоставить со все увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетраэтил свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме всего за несколько лет такое количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы.

5. Источники информации об экологическом мониторинге почв и окр. среды

Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, м/о итд), а также оценка состояния и функциональной целостности экосистем, во-вторых, создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях. Когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

В систему экологического мониторинга должны входить следующие основные действия:

-определение объекта наблюдения

- обследование выделенного объекта наблюдения

-составление информационной модели для объекта наблюдения

-Планирование измерений

-оценка состояния объекта наблюдения и идентификация его информационной модели

-прогнозирование изменения состояния обьекта наблюдения

-Представление информации в удобной для использования форме и доведение ее до потребителя

Основными задачами экологического мониторинга являются наблюдения:

-за источниками антропогенного воздействия

-факторами антропогенного воздействия

-состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия

- оценка фактического состояния природной среды

-прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия

- оценка прогнозируемого состояния природной среды

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

- о состоянии окр. среды

- причинах наблюдаемх и вероятных изменений состояния (т.е. об источниках и факторах воздействия)

- допустимости изменений и нагрузок на среду в целом

-существующих резервах биосферы

Рез-ты мониторинга- временные ряды, содержащие трендовые, циклические и случайные компоненты

На региональном уровне экологический мониторинг или контроль обычно вменяется в обязанность:

1) комитету по экологии (наблюдения и контроль за выбросами действ. Предприятий)

2) Комитету по гидрометеорологии и мониторингу (импактный, региональный и фоновый мониторинг)

3) Санитарно- эпидемиологической службе Минздрава (состояние рабочих, селитебных и рекреационных зон, качество питьевой воды и продуктов питания)

4) Министерству природных рес-сов (геологич и гидрогеологич наблюдения)

5) Предприятиям, осуществл выбросы и сбросы в окр среду

6) различным ведомственным структурам (Минсельхоз, МинЧС)

6. Почва как биокосное тело и биокосная система

Выдающийся ученый В.И. Вернадский выделил в биосфере три типа природных тел: живые, неживые (косные) и биокосные. К живым телам относятся животные, растения и м/о. Косные тела биосферы – это горные породы, верхние слои атмосферы и частично подземные воды. К биокосным телам Вернадский относил почву, формирование и существование которой является результатом взаимодействия живых и косных тел, живых организмов и горных пород. Почва в биосфере играет особую роль переходного звена из мира живой в мир неживой природы, из биосферы в геосферу.

В.В. Докучаев, не называя почву биокосным телом, тем не менее, выделил ее из других природных тел как тело, существующее лишь при взаимодействии горной породы и живых организмов.

В дальнейшем Р.В. Рисположенский показал, что биокосные тела бывают жидкие, твердые и газообразные. Жидкими биокосными телами являются природные воды (моря, озера, реки), искусственные водоемы (водохранилища и пруды) и обыкновенные лужи. Они содержат в растворенном виде питательные вещества, в них обитают автотрофы и гетеротрофы, жизненные циклы которых подчиняются климатическим и погодным ритмам. Газообразные биокосные тела- это нижние слои газовой оболочки планеты. Они содержат аэрозоли, пары, воды, в них обитают птицы, насекомые и м/о. Твердые биокосные тела- почвы, донные отложения водоемов.

Почва как биокосное тело обладает:

- плодородием

-способностью поддерживать жизнедеятельность огромного числа (по видовому составу и биомассе) растений и животных

-динамичностью и изменчивостью свойств, связанных с жизнедеятельностью живых организмов, климатическими и погодными условиями

-диффернциацией профиля на специфические генетические горизонты

Образование и развитие биокосных тел привело к формированию биосферы.

Биокосные системы- это экосистемы, в которых экологической средой для живого организма являются субстраты неорганического (абиотического) происхождения: атмосфера, вода, почва. По организаторам выделяют растительные, животные, микробные экоситемы. По субстрату: газообразные, жидкие, твердые. Живые организмы в косном, неорганическом субстрате производят определенные преобразования, превращая их в биокосные природные тела. Таким образом, среда в биокосных системах представлена биокосным телом.

Почва- биокосная система. По В.в. Докучаеву, это самостоятельное, естественно-историческое тело, которое является продуктом совокупной деятельности грунта, климата, растительных и животных организмов, возраста страны, а отчасти и рельефа местности. К указанным 5 факторам добавлены в настоящее время еще два: вода (почвенная и грунтовая) и хозяйственная деятельность человека.

Почва играет важную роль во всех сложных экосистемах, особенно в естественных наземных экоситстемах. Связи между всеми компонентами этих экосистем проходят через почву. В наибольшей мере это относится к связям между растениями и животными.

2. Почвенный экологический мониторинг: понятия, принципы, задачи, виды

Слово «мониторинг» происходит от латинского слова «монитор», что обозначает «тот, что напоминает, предупреждает». Оно пришло в жизнь в конце 60-х - начале 70-х и употреблялось тогда только в области экологии.

Определение экологического мониторинга было дано в программе «Человек и биосфера», а определение почвенного мониторинга было дано позже. Вот одно из них:

Мониторинг почв - это информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений почв под влиянием природных и антропогенных факторов

Почвенный экологический мониторинг-система регулярного не ограниченного в пространстве и времени контроля почв, который дает информацию об их состоянии с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза его изменения в будущем. Почвенный мониторинг - одна из важнейших составляющих экологического мониторинга в целом, он направлен на выявление антропогенных изменений почв, которые могут в конечном итоге нанести вред здоровью человека.

Информация, которая обирается при мониторинге:

1)наблюдение за факторами воздействия окр. среды

2) Оценка фактического состояния среды в т.ч. и почвы

3) Прогноз на будущее

Группировка видов почвенного экологического мониторинга выглядит, следующим образом:

- Локальный и региональный почвенный экологический мониторинг делится на следующие виды:

1. Специфический мониторинг почв: а) мониторинг почв, подверженных загрязнению, 6) мониторинг агрохимический.

2. Комплексный мониторинг почв: а) мониторинг опустынивания, б) мониторинг пастбищ, в) ирригационно-мелиоративный.. Универсальный мониторинг почв: а) контроль микробиологического состояния почв, б) контроль качества почв (бонитировка), в) дистанционный мониторинг почв.

- Глобальный почвенный экологический мониторинг.

Задачи локального и регионального мониторинга:

1)Подробная харак-ка источника загрязнения

2) Определение уровня контролируемых показателей (состояние почвы)

3) Установление зоны распространения загряз. в-в и ухудщающие св-ва почв

4) Определение характера миграции загрязнения почвы

5) Оценка сопротивляемости почвы загрязнению и возможность самоочищения

6) Разработка рекомендаций по ликвидацию последствий загрязнения

7) Оценка экономич. ущерба в с/х или природе в рез-те загрязнения почв

При глобальном монитринге также даются харак-ки источников загрязнения, но и фоновые территории.

В завис-ти от характера изменений состояния почв покрова, различают фоновый и импактный мониторинг

Фоновый мониторинг предполагает наблюдения за состоянием почв. покрова без наложения на них рез-тов хоз. деят-ти ч-ка и проводится в биосферных заповедниках.

Импактный мониторинг предполагает наблюдение за состоянием почв в местах непосредственного воздействия человека

По результатам многолетней практики Гришина Л. А. и соавторы (1991, с. 82) предлагают разделить показатели почвенно-экологического мониторинга на показатели ранней, кратко- и долгосрочной диагностики.

1. Показатели ранней диагностики негативных изменений свойств почв, позволяют обнаружить и остановить неблагоприятные процессы на начальных стадиях их развития. Это, прежде всего, показатели биологической активности почв - численность и видовой состав микроорганизмов и беспозвоночных животных, их биомасса, ферментативная активность почв, интенсивность выделения углекислого газа почвой, активность азотфиксации и денитрификации, нитрификационная способность почв. Их использование при мониторинге промышленного загрязнения почв позволяет обнаружить тенденции и скорость происходящих в почве изменений, судить о степени опасности поллютантов. Однако неблагоприятные эффекты не являются строго специфичными, одинаковая реакция может вызываться разными факторами. Интегральный характер этих показателей, их высокое природное варьирование и сезонная динамика, неоднозначность реакций и большая приспособленность живых организмов к воздействию токсикантов делают необходимым одновременные прямые определения других свойств почв для указания причин неблагополучия.

В качестве этих диагностических свойств целесообразно использование характеристик кислотно-основного, ионно-солевого, окислительно-восстановительного режимов почв. Анализу могут подвергаться почвенные растворы, лизиметрические воды, водные вытяжки, в которых определяются рН и активность других ионов, содержание азота, фосфора, серы, кальция, магния, тяжелых металлов, органического вещества. Частота измерения - несколько раз за сезон.

2. Показатели средней устойчивости, характеризующие краткосрочные изменения свойств почв и обеспечивающие текущий контроль за её состоянием. С этой целью целесообразно использовать катионно-обменные свойства почв, содержание доступных для растений форм элементов питания, кислоторастворимых форм соединений кальция, магния, железа и алюминия, подвижных форм соединений тяжелых металлов, скорость деструкционных процессов, мощность и запасы подстилки, фракционный состав гумуса. Измерения должны проводиться через 2-5 лет.

3. Показатели долгосрочной диагностики, отражающие неблагоприятные тенденции антропогенного изменения свойств почв. Это валовой состав почв, включая содержание тяжелых металлов, состав почвенных минералов, содержание и запасы гумуса, морфологические и физические свойства почв (плотность, структурное состояние, водопроницаемость, гранулометрический состав), то есть фундаментальные свойства почв. Оценка их необходима как точка отсчета, как исходная характеристика почв на предварительном этапе мониторинга. Эти свойства формируются в результате относительно длительных однонаправленных процессов и поэтому требуют измерений через 10 лет и более.

Свинец включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции. В начале отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих веществ на человека.

Виды миграции элементов.

1)Механическая (миграция элементов в химич. форме)

2)Водная (способность мигрировать в водной среде)

3) воздушная

4) Биогенная

5) Техногенная

Аккумуляция и рассеивание загряз. в-в в ландшафтах

Ландшафты (Автономные, трансэлювиальные,, элювиально- аккумулятивные, аккумулятивные).

Все эти ландшафты сопряжены между собой (геохимич-е сопряжение).

Геохимические барьеры :механические, химические (выпадают в осадок карбонаты Ca), биологические (нитраты явл-ся необходимыми для барьеров), физико-химические (накопление тех или иных в-в благодаря ф/х силам)

Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д. Известно множество путей миграции поллютантов в окружающую среду из отходов горнорудньг: предприятий. Это дренажные потоки, аэрозоли, проникновение металлов и экотоксикантов в трофические цепи и др. (Голенецкий и др., 1981; Мур и Рамамурти, 1987; Томаков, 1994; Мироненко и др., 2000).

Человек является частью Биосферы, обменивается веществом и энергией с окружающей средой и в ряду трофических цепей является одним из консументов высшего порядка. Все это в конечном итоге приводит к проникновению элементов прямо или опосредованно из окружающей среды в организм человека. Загрязняя окружающую среду, человек сам себя подвергает опасности. Для предотвращения последствий промышленной деятельности человека необходимо выявить пути миграции поллютантов из отходов и их проникновения в человеческий организм, определить размер опасности этих процессов и в случае реальной угрозы найти пути и средства инактивации поллютантов

Виды загрязнений

1.По масштабам воздействия (глобальные, региональные, локальные)

2. Агрегатному состоянию ( твердые, жидкие, газообразные)

3. Характеру воздействия (прямые и косвенные)

4.Продолжит-ти возд-я (кратковр, долговр, постоянные)

5. По происхождению:

а) Механические (запыление атмосферы, твердые частицы и разнообразные предметы в воде и почве

б) Химические (всевозможные газообразные, жидкие и твердые химич элементы попадающие в атмосферу, гидросферу и почву)

в) Физические ( вибрация, шум, ультразвук, инфракраснае, уфо и видимая части спектра, электромагнитные поля итд)

г) Биологические (патогенные м/о, клещи, блохи)

д) тепловые (продукты сгорания промышл. выбросов)

е) Акустические (превышение уровня шума в рез-те работы трансорта, пром. Установок, поведения людей итд)

ж) Электромагнитные (ЛЭП, радио и телевидение)

з) Радиоактивные

При разработке проекта экологич мониторинга необходима информация:

- об источниках поступления загряз. в-в в окр. среду

- переносе загряз в-в по атмосфере и воде

-миграции загряз в-в по по почв профилю до уровня грунтовых вод

- о состоянии антропогенных источников (мощность, месторасположение, гидродинамические условия)

В России организационной формой экологического мониторинга является Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), которая начала создаваться по инициативе Госкомэкологии России в соответствии со специальным постановлением Правительства, закрепившим на тот момент распределение функций в ЕГСЭМ между центральными органами федеральной исполнительной власти (специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей среды и других сферах экологического управления). В государственной системе управления природоохранной деятельностью в Российской Федерации формирование ЕГСЭМ играет важную роль, являясь основой информационного обеспечения управленческих решений в экологической сфере (рис. 2).

формируемая ЕГСЭМ включает в себя следующие основные компоненты:

ь Мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду;

ь мониторинг загрязнения абиотического компонента природной среды;

ь мониторинг биотического компонента окружающей природной среды;

ь социально-гигиенический мониторинг;

ь обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.

В рамках ЕГСЭМ в настоящее время решаются следующие задачи:

· разработка программ наблюдения за состоянием окружающей среды на территории России, в ее отдельных регионах и районах;

организация наблюдений и проведения измерений показателей объектов экологического мониторинга;

· обеспечение достоверности и сопоставимости данных наблюдений как в отдельных регионах и районах, так и по всей территории России;

· сбор и обработка данных наблюдений;

· организация хранения данных наблюдений, ведение специальных банков данных, характеризующих экологическую обстановку на территории России в целом и отдельных ее районах;

гармонизация банков и баз экологической информации с международными эколого-информационными системами;

· оценка и прогноз состояния объектов окружающей природной среды и антропогенных воздействий на них, природных ресурсов, откликов экосистем и здоровья населения на изменение окружающей природной среды;

организация и проведение оперативного контроля и прецизионных измерений радиоактивного и химического загрязнения в результате аварий и катастроф, а также прогнозирование экологической обстановки и оценка нанесенного природе ущерба;

· обеспечение доступности интегрированной экологической информации, широкому кругу потребителей, включая население, общественные движения и организации;

· информационное обеспечение органов управления состоянием окружающей природной среды, природных ресурсов и экологической безопасностью;

· разработка и реализация единой научно-технической политики в области экологического мониторинга.

Основные подсистемы и их функции

Распределение функций между центральными органами федеральной исполнительной власти осуществляется в соответствии с нормативными документами, периодически уточняемыми в положениях об этих органах

Растения поглощают минеральные в-ва из почвы, используют энергию солнца и синтезируют в процессе фотосинтеза сахар и крахмал, а из них при добавлении азота, полученного растениями из почвы- аминокислоты, белки идр. соединения. Насекомые и травоядные животные поедают растения и преобразуют орг. в-во растений в орг в-во своего тела.Птицы едят насекомых, хищники едят птиц, травоядных животных и даже других хищников . В рез-те деят-ти животных рог в-во разрушается до простых соединений, в том числе до углекислого газа и воды. Высвободившиеся минеральные в-ва поступают в почву и вновь поглощаются корнями растений. Углекислый газ выделяется в атмосферу и также перехватывается растениями. Таким образом, в процессе этого круговорота фитомасса сначала превращается в зоомассу, которая разрушается до простых соединений и снова превращается в фитомассу, частично в микробную массу и почвенный гумус.

Цепь превращений органических веществ от растений к животным представляет собой трофическую или пищевую цепь. Каждый живой организм в процессе питания преобразует органическое вещество и передает его дальше по цепи. Почва- начало и конец трофической цепи в экосистеме. Она выполняет:

А) роль арены где протекают различные процессы

Б) роль преобразователя вещества разного происхождения в усвояемые для растений формы соединений.

7. Экосистемные функции почвы

Все экологические функции почв подразделяют на экосистемные (биогеоценотические) и глобальные (биосферные и этносферные).

Категории и типы экосистемных функций почвы

1)Физические

а) жизненное пространство.- это обеспечение места поселения живых организмов. В почве обитает огромное кол-во видов организмов. Например, 90% насекомых (самая представительная группа животных, более одного миллиона видов) проводят тот или иной период жизни в почвах. В почве сосредоточена большая часть зоомассы.

Б) функция жилища проявляется в том, что в почве создаются благоприятные условия для живых организмов. Это прежде всего, накопление воды и доступных элементов питания

В) опорная функция почвы. Позволяет растениям сохранить вертикальное положение, противодействовать силе тяжести, быть устойчивым к ветровалам. Эта же функция играет важную роль в конкуренции растений.

Г) Почва в экосистеме выполняет функцию хранителя (депо) семян. Семена длительное время не теряют свою всхожесть и при наступлении благоприятных условии прорастают

2) химические и физико-химические

А) Функция почв как источника элементов питания является наиболее важной и хорошо известной. Скорость поглощения питательных элементов растением определяется процессами, происходящими в корнях растения и в почве. Доступные питательные элементы включают в себя те формы, которые немедленно поглощаются корнями растений. К доступным относят растворимые формы питательных элементов и ассоциированные с твердой фазой, которые быстро уравновешиваются с питательными элементами в почвенном растворе. Переход элементов питания из твердой фазы в почв р-р осуществляется в рез-те процессов обмена, разложения, растворения и десорбции.

Б)Сущность функции депо влаги и элементов питания состоит в том, что почва имеет резерв названных компонентов, который используется организмами при израсходовании наиболее легкодоступных запасов.  Запасы воды в почве обусловлены ее влагоемкостью и зависят от гранулометрического состава и структурного состояния самой почвы. Запас питательных элементов зависит от характера первичных и вторичных минералов, количества и качеств а гумуса, удельной поверхности почы, рН, биолог активности и др.

В) Функция катализатора и ингибитора биохимических процессов осуществляется благодаря тому, что содержащиеся в почве биологически активные соединения и абиотические катализаторы усиливают или ослабляют многие биохимические процессы в ней. Почва- депо ферментов.

Г) Сорбционная функция почв выражается в способности задерживать многие соединения (коллоидальный материал, молекулярно- растворимые соединения) и м/о на поверхности коллоидных частиц. Эта функция обусловлена тем, что почва представляет собой тонкодисперсную систему, состоящую из дисперсной фазы (коллоиды) и дисперсионной среды (почв. раствор)

3) Информационные

А) Сигнал для ряда сезонных и др. биологически процессов

Б) регуляция численности состава и структуры биоценозов

В)Пусковой механизм некоторых сукцессий

Г) Память биогеоценоза

Почва рассматривается как информационная система, способная передать населяющим ее биоценозам информацию о состоянии среды обитания. Почва может «давать» своего рода сигналы для ряда сезонных биологических процессов. Почва регулирует численность м/о, возобновление травянистой и древесной растительности, обладает функцией «памяти»

4) Целостные

а) благодаря функции аккумуляции и трансформации в-ва и энергии , осуществляется преобразование первоначально почти бесплодных горных пород поверхностного слоя литосферы в пригодную для жизни многочисленных видов организмов почву и педосферу.

Б) санитарная функция- способность почв «убивать» многие патогенные м/о

В) Функция защитного и буферного экрана биогеоценозов Земли предохраняет их от разрушающего действия эрозии, ухода биологически ценных газообразных соединений из подпочвенных и почвенных слоев в атмоферу, потери элементов питания с нисходящем током влаги.

Г) Почва- фактор эволюции организмов

8.Экологическая роль почвенной матрицы

По мнению Т.А. Зубковой и Л.О. Карпачевского (2001), в почвах под влиянием биоты, смесей минералов формируется специфический комплекс или почвенная матрица. Она опрделяет такие св-ва почвы, как ее адсорбционная способнось, структурно-механические признаки, форма и размеры агрегатов. Почвенная матрица чрезвычайно активна, участвует практически во всех почвенных реакциях и процессах.

С латинского матрица означает источник, начало. Почвенная матрица, по определению Т.А. Зубковой и Л.О. Карпачевского (2001),- активная часть почвы, способная воспроизводить комплекс катионов, пленку сорбированной воды, органическую матрицу на поверхности почвенных частиц. Это поверхностный слой твердых почвенных частиц, который способен индуцировать определенные свойства поверхности твердых частиц, состав катионов, толщину водной пленки, органическую гумусовую матрицу.

В физическом смысле, почвенная матрица- поверхность твердых частиц, св-ва которой отражаются в характере взаимодействующих с ней в-в и их свойствах. Матрица представляет собой слой толщиной 1-10 атомных слоев от поверхности и включает минеральную, органическую и органоминеральную матрицы.

Минеральная матрица служит основой почвенной матрицы. Она представлена коллоидами и поверхностными слоями почвенных частиц..

Органическая матрица представлена органическими соединениями, детритом, микроорганизмами

Органо- минеральная включает участки минеральной и органической матриц, а также иммобилизованные ферменты и м/о. Образуется в рез-те взаимодействия минеральной и органической матриц

Важнейшими элементами информационной структуры почв. матрицы явля-ся активные центры. Активные центры вступают во взаимодействие с поступающими в почву орг и минер в-вами и формируют прочные контакты. Таким образом, почвенная матрицв- арена, на которой осуществляются все взаимодействия в почве.

Экологическая роль почвенной матрицы

1) определяет буферность почв по отношению к механическим нагрузкам

2) позволяет понимать и регулировать молекулярные механизмы взаимодействия корней растения и почвы, питания и водоснабжения растений, формирования почвенных агрегатов, синтез молекул гумуса, их полимеризацию и разложение

3) обеспечивает бесперебойное функционирование экосистем и биосферы в целом.

21. Изменение и устойчивость почв к агрогенным воздействием

1) Современные представления об агрогенных изменениях св-в почв

Агрогенез накладывается на фон исходных природных свойств и представляет собой сопряженное протекание природных и агрогенных св-в

Степень изменения свойств почвы определяется:

1) интенсивностью, типом и длительностью воздействия

2) Постоянством или прерывистостью воздействия во времени

3) Типом микроклимата пахотной почвы

4) Генетической природой естественной почвы

Сложные условия агрогенеза обусловливают большое разнообразие агротехнических воздействий и процессных механизмов, «записывющихся» изменением свойств в почв. горизонтах и профиле.

Пахотный горизонт- главный в агрогенной почве, искусственно изменен по составу и сложению почв. массы, режиму функционирования, биотическим и гидротермическим характеристикам. Служит источником в-в, мигрирующих в нижние горизонты. Здесь наиболее активны все почв. процессы.

Изменение строения профиля зависит от мощности гумусово- аккумулятивного горизонта и от глубины обработки почвы (т.е от того, какие горизонты включаются в пахотную толщу)

А-АВ-В-Ск Апах-АВ-В-Ск Апах-В-Ск

Условия агрогенной среды (агрогенный комплекс факторов почвообр-я) включает изменение характеристик круговорота и биол. активности, трансформацию микроклимата и агротехнические мероприятия.

-Изменение почв. климата: термический, водный режимы

-Агротехнические ежегодные мероприятия включают механические и химические воздействия

- Агрогенные изменения св-в почв и процессов- гумусное, физическое (структура, агрегатный состав, сложение), физико-химическое (ЕКО, состав поглощенных катионов, кислотность, буферность), химическое (содержание и формы соединений N,P,K) состояние

Специфичность агрогенеза, эволюционное состояние почв- особое почвообр-е, осуществляемое взаимодействием агрогенных и природных процессов.

Природно-агрогенное почвообр-е в таежной зоне- постоянная конкуренция аккумулятивно- агрогенного и элювиального природного; в лесост и степи- аккумулятивно- агрогенного и иллювиального ( на фоне ослабления аккумуляции возможно окарбоначивание, засоление). Эволюционное состояние агрогенной почвы неустойчиво (нуждается в постоянном пополнении запасов в-ва и корректировке гидротермического режима и физ св-в).

2) особенности фун-я пахотной почвы

Сезонный внутригодовой цикл в пахотной почве нарушается агротехногенезом: 2 периода агротурбацией (весенний и осенний)

Они направлены на:

-Перемешивание почв массы с растит остатками, удобрениями

-Разуплотнение

-Рыхление, крошение

-Сброс избыточной влаги

3) процессы переорганизации почв. массы- это ЭПП, обусловленные вспашкой

Агротурбация- агротехнический процесс, осуществляемый на всю глубину пахотного слоя для его рыхления, дробления крупных агрегатов, перемешивания удобрений, пожнивных остатков. Влияет на физическое состояние и водно- температурный режим на все ЭПП, формирующие св-ва пахотного слоя (метаморфизм орг и минер в-ва, миграция, оглеение специфичность св-в при внесении удобрений. Это циклический процесс.

Оструктуривание- процесс образования агрегатов почв. массы из отдельных механических элементов при одновременном обособлении отдельностей. Уплотнение пахотного и подпахотного горизонтов- обязательное следствие земледелия

22. Изменение и устойчивость почв к техногенным воздействиям

1) Техногенные воздействия и устойчивость почвы: общие понятия, загрязнители

Техногенное возд-е сопровождается поступлением в почву загрязнителей.

Источники: Тепловые ЭС, метталлургич предприятия, автотранспорт, пыли и шламы, средства защиты растений от болезней и вредителей, отходы

Масштабы техногенного загрязнения от 4 т до 2 млн га и даже до 18 млн га

Рb- за счет сжигания бензина (60%), произ-ва цветных Ме (22%), стали (11%)

Сd- за счет произ-ва (32-60%), сжигания топлива (10%), отходов (до 30%)

Zn- за счет произ-ва (60%), сжигания отходов (17%), древесины (6%)

По ГОСТ 174.1 02-83 высокоопасные- As,Ca,Hg,Se,Pb,F;

Умеренноопасные- B, Co, Ni, Mo, Cu,Cr; малоопасные- V, Mn

К тяжелым Ме относят >40 эл-тов с атомной массой ↑ 50 а.е. ТМ поступают в почвы в виде жидких, аэрозольных и твердых выпадений. В составе аэрозолей преобладают галогениды Pb (OH) Br, сульфиды ТМ. В составе твердых выпадений присутствуют PbSO4, zn SO4, PbO, Zns, Fes и др. К водорастворимым формам относятся карбонаты и сульфаты металлов.

Период самоочищения почв cd 75-380л, Hg 500-100л, As,Cu,Ni,Pb,Zn 1000-3000 л

Устойчивость почв к техногенным воздействиям- способность нейтрализовать отрицательные эффекты антропогенного воздействия различных техногенных в-в.

По мнению Глазовской 91997), для суждения об усойчивости почвы к техногенному воздействию необходим анализ свойств и режимов почвы, от которых зависят: процессы трансформации, накопление, выноса в-в в почв профиле, степень подвижноси ТМ к доступности их для биоты.

2) Источники и механизмы поведения ТМ в незагряз почвах

Природное валовое кол-во ТМ рассматривается как фоновая концентрация. Главное депо ТМ в почвах:

-минералы монтмориллонитовой группы (монтморрилонит, бейделит, сапонит, нонтронит) Адсорбция на поверхности минералов и в их межплоскостном пространстве

-гидрооксиды и оксиды Al и Fe. Они осуществляют обмен ионами, окклюзию (обволакивание слизью) ТМ

-гумусовое в-во. Обменное поглощение в алифатической части гумусовых кислот, комплексные органоминеральные соед-я

- Простые орг кислоты. Обменное поглощение и образование комплексных орг соединений

Ведущие процессы поведения Тм в почвах (катионный обмен, хелатирование и комплексообраз-е, гидролиз, реакции окисления и восстан-я, окклюзия)

Взаимосвязь Тм с компонентами почвы зависят от :

-радиуса иона (Mn,Cr,ZnNi,Cu,Co-ионы с радиусом от 0,52 до 0,93 А положительно коррелируют с илом)

-координационного числа элемента (6-прямолинейная зависимсть между кол-вом ила и ТМ: Zn,Cd с координационным числом >6 не закрепляется на молекуле)

Валовое содержание ТМ в почвах унаследовано от почвообр пород

Вклад почвообр-я невелик и определяется в основном внутрипрофильным элювиально-иллювиальным перераспределением тонкодисперсных минеральных частиц и биогенной аккумуляцией

- Биогенно накапливаемые Эл-ты (Cu,Mn,Zn) концентрируются в горизонте А ( в гумусовом в-ве и илистых частицах)

- Процессами перераспределения по профилю явл-ся лессиваж, подзолообраз-е, осолонцевание и осолодение. ТМ в А2<B

- аккумуляция ТМ в карбонатном горизонте объясняется резким изменением рН до щелочной и образованию в этой среде малоподвижн соед-ий

40. Сущность понятия «саморазвитие почв», «почва-память» и «почва-момент»

Почва-память - это совокупность устойчивых и консерватив­ных свойств почвенного профиля, являющихся интегральным резуль­татом действия факторов и почвенных процессов в течение всего пе­риода почвообразования (от нуль-момента до момента наблюдения). В почву-память входят свойства, имеющие большие характерные времена своего образо­вания и свойства, обладающие значительной устойчивостью. К таким свойствам, например, относятся минералогический и грануло­метрический и валовой химический состав, содержание гумуса, труд­но- и негидролизуемые формы азота. Почва- память отражает длительно действующую комбинацию факторов и процессов почвообразования. Если на протяжении периода развития почвенного профиля факторы и процессы менялись (т.е проявлялись какие-то экзогенные воздействия), то почва- память может запомнить (записать в профиле) отражения былых, исчезнувших факторов почвообразования и процессов. Например, профиль со вторым гумусовым горизонтом. Почва- память может отразить и кратковременные изменения среды (например, действие экстремально влажных лет на солевой профиль аридных почв)

Почва-момент - это совокупность динамических лабильных свойств, являющихся результатом факторов и процессов в мо­мент наблюдения. Это свойства с короткими характерными време­нами. К ним прежде всего относятся легкоминерализуемое органиче­ское вещество, подвижный гумус, азот нитратов и аммония, подвиж­ный фосфор и обменный калий, показатели биологической активно­сти. Изучая почву- момент, мы получаем информацию о сегодняшнем взаимодействии факторов (в т.ч экзогенных воздействий) и о сегодняшних процессах.

Таким образом, почва как тело естественно-историческое и одновременно функционирующее в настоящий период является двуединым объектом, в котором сочетаются свойства почвы-памяти и почвы-момента. По сути, св-ва почвы-памяти образованы суммированием свойств почвы-момента на протяжении всей истории почвообразования. Вместе с тем св-ва почвы- момента обусловлены в значительной мере свойствами, накопленными в почве-памяти

Почва-память - это генетически обусловленный субстрат для почвы-момента, влияющий на нее и сам изменяющийся под ее влия­нием. Почва-память и почва-момент совмещены в каждом почвенном профиле.

Образование зрелого (т.е хорошо дифференцированного на генетические горизонты почвенного профиля происходит в течении сотен, тысяч и даже сотен тысяч лет. Период формирования зрелого почвенного называют периодом саморазвития

Вре­мя, необходимое для того, чтобы почва (признак, процесс), разви­вающаяся под влиянием факторов среды, пришла в равновесие (или квазиравновесие) с этими факторами, называется характерным вре­менем почвы (ХВ). Под равновесием понимается такое состояние почвы, когда ее свойства и признаки не меняются совсе или колеблются незначительно очень медленно, находятся около среднего значения.

Характерное время зрелого почвенного профиля равно периоду его саморазвития. Различные почвенные свойства имеют разные характерные времена. Причем в разных климатических условиях одни и те же св-ва почв могут отличаться по характерным временам.

- своими лабильными свойствами с малыми характерными временами почва способна почва способна отразить за часы-годы действие сегодняшних факторов почвообразования

- Своими консервативными свойствами почва отражает факторы, действующие на протяжении очень длительного отрезка времени (сотни тысяч- миллионы лет)

Упругость- устойчивость как способность противостоять внешним воздействиям

Эластичность-способность восстанавливаться после однократного нарушения

9. Взаимосвязь почвы и растения

Почва для растения является средой, из которой оно получает воду и элементы питания. Количество минеральных веществ в почве зависит от специфических особенностей материнской горной породы, деятельности микроорганизмов, от жизнедеятельности самих растений, от типа почвы.

По научным данным растения изменяют плотность почвы, водные св-ва, рН, состав обменных катионов, содержание гумуса.

С каждым растением связаны определенные виды животных и м/о, поступление опада в почву, особенности его разложения и гумификации. Растения определяют микроклимат почвы, ее влажность и температурный режим. Например, с возрастанием задерненности почвенного покрова улучшается водный режим почв и повышается уровень обеспеченности растений питат элементами как за счет корневых выделений, так и продуктов разложения отмерших растит остатков, а также создаются наиболее благоприятные условия для жизнедеят-ти м/о и активизируются процессы гумусообразования

Предполагают, что растения изменяют почву, воздействуя на нее: а) живыми корнями б) отмершим орг в-вом в) составом атм осадков, проходящих через растение

Взаимодействие корень- почва происходит на расстоянии 1,5- 3 мм от корня. Это ризосфера, представляющая собой узкую зону почвенной массы, прилегающую к корню растения и находящуюся под влиянием самого корня и корневых выделений.

Микробиологическая активность и численность м/о в ризосфере выше, чем в основной почв массе в рез-те повышенной концентрации в ней орг соединений, продуцируемых корнем. Установлено, что до 18% углерода, ассимилированного в ходе фотосинтеза, поступает в ризосферу. Она буквально омывается корневыми выделениями. Поэтому численность микробного населения там может быть в 10-100 раз выше, чем в почве в целом.

Характер взаимодействия растения и почвы в значительной степени связан с поглотительной способностью почвы — способностью удерживать или связывать химические соединения.

Основной вклад в учение о поглотительной способности почв внес один из выдающихся представителей отечественной науки о химии почв К. К. Гедройц. Он доказал наличие связи между агрономическими свойствами почвы, уровнем ее плодородия и составом поглощенных катионов.

Различают несколько типов поглотительной способности: механическую, физическую, химическую, физико-химическую (обменную), биологическую.

Механическая поглотительная способность. Почва как пористое тело задерживает мелкие частицы, через нее профильтровываются грубые суспензии.

Физико-химическая (обменная) поглотительная способность. Часть элементов адсорбируется на поверхности почвенных частичек или раствора, а остальные вступают в обменные химические реакции с почвенными частицами. Эта способность является главной и имеет существенное значение в создании плодородия почвы, а также в питании растений.

Биологическая поглотительная способность — поглощение химических элементов в результате, жизнедеятельности бактерий, грибов и других микроорганизмов.

Причины:

-более слабое разрыхление почв. массы корнями однолетних растений

-регулярное механическое воздействие

-воздействие тяжелой техники

Динамика уплотнения

Естественное уплотнение: весной и осенью благодаря процессам набухания- усадки, поздней осенью и зимой- при периодическом замерзании- оттаивании

Критический порог уплотнения для большинства почв превышает оптимальную плотность на 0,05-0,1 г/см3

Для подзолистых почв- 1,4 г/см3, для черноземов-1,25 г/см3, для каштановых- 1,30 г/см3

ЭПП переорганизации почв массы (оструктуривание и уплотнение) относятся к категории агрогенных циклических обратимых процессов. Они отличаются только длительностью периода, в течении которого проявляются негативные св-ва, снижающие урож-ть и требующие вмешательства человека.

4) Процессы трансформации орг в-ва почв

В пахотном слое- снижение гумуса в рез-те минерализации (биол. причина), эрозии и миграции (механич. Причин) за 100 л после Докучаева исчезли черноземы с содержанием гумуса 10-13% в ЦЧО России

Активный гумус минерализуется с высокой скоростью. Скорость его восстановления определяется кол-вом и качеством растит остатков

Инертный гумус- это устойчивые соединения, тесно связанные с содержанием ила и его качеств составом. Зависимость инертного гумуса от агротехники минимальна. Образует длительную память почвы

Трансформация ОВ в выпаханных и удобряемых почвах осуществляется одним и тем же процессом- дегумификацией. Различие в кол-ве и качестве трансформирующего орг в-ва. Цикличность процесса опред-ся сезонностью биоты и управл-ся человеком ( пополнение минерализуемого ОВ корнями, пожнивными остатками и удобрениями).

На черноземах, по данным кафедры: пашня- залежь (травяная0 –пашня (лес)

5) Процессы трансформации минеральной части почв

В условиях агрогенеза на развитие этих процессов влияют: обработка почвы и внесение удобрений

- Обработка приводит к механической дезинтеграции почв. агрегатов, увеличению степени пептизации и гидратации ила и коллоидов

- Удобрения ч/з изменении рН изменяют состав глинистых минералов. Органические удобрения способствуют накоплению гидрослюды, орано-минеральные- вызывают деградацию гидрослюд в вермикулит. ХВ-около 15 л, по данным Чижиковой

- Нисходящая миграция твердого в-ва в пахотных почвах формирует природно-антропогенный необратимый вынос ила, коллоидов и тонкой пыли из пахотного слоя. В подпахотном происходит необратимый процесс аккумуляции (иллювиирования) этих частиц совместно сорг и железист соединениями

6) Изменение агрохимич св-в почв при агрогенном воздействии

Установлено:

При многолетнем внесении навоза увеличивается биол. активность, ЕКО, снижается Нr и V, содержание питат. элементов

Минеральные удобрения, ухудшают ф/химические св-ва серых почв, вызывают снижение величины рН и суммы обменных оснований при одновременном увеличении гидролитической к-ти.

В черноземах благодаря буферности, эти изменения менее выражены, но обнаружено увеличение фосфатов и обменного калия

Валовое содержание Тм- свидетель накопления поллютантов в почве. Cd присутствует в почве в основном в обменной форме, что обеспечивает большую подвижность. Cu,Zn,Pb присутствуют в труднорастворимых соединениях, что снижает их подвижность. Водорастворимые формы ТМ присутсвуют в подзолистых почвах, в черноземах их почти нет. Подвижность ТМ различна в разных почвах. В подзолистых выше, чем в черноземах, т.к в нем Тм прочно связаны с ОВ

3) ТМ в почвах загрязненных территорий

3.1 в пром. зонах

По происхождению Эл-ты загрязнители делятся на техногенные и агрогенные

Источники техногенных – промышл предприятия (атмосферные выбросы и жидкие стоки). Техногенное загрязнение всегда бывает полиметальным, особенно возле метталургических предприятий. Техногенное загрязнение почв 5-6 км от источника. ХЭ в воздушном пространстве над пром. зоно во много раз >, Чем в атмосфере над природной зоной.

В почве ТМ претерпевают различные трансформации. Главный итог превращения –уменьшение мобильности поллютантов их закрепление (накопление) в верхнем слое.

Закрепление попавших в почву ТМ происходит в рез-те:

-сорбции ионов (адсорбируются на поверхности минералов)

- Образовании комплексных органоминеральных систем и хелатов

Интенсивность закрепления зависит от условий (факторов):

- наличия гидрооксидов Al,Fe,Mn (препятствует миграции поллютантов)

-рН ( в кислой среде доля подвижных ТМ увеличивается, в щелочной- сокращается)

-Окислительно-восстановит условий –гран состава почв

-ГК и ФК в составе гумуса (комплексные металлоорг соед-я)

3.2 в агрогенных зонах

-Источники агрогенных элементов- загрязнителей- средства химизации с/х (удобрения, препараты для защиты растений)

Обследование с/х земель РФ на загрязнение ТМ установило:

-гигиенически опасное содержание ТМ на площади 0,2-2,0% от обследованной

-Минеральные удобрения пока не создают серъезной экологич опасности

-ОСВ как вид орг удобрения представляет угрозу

Наблюдается постепенное накопление поллютантов (в балансе приток- удаление)

4) Буферность как показатель устойчивости. Б- это защитные возможности почвы. Зависят от гумуса, глинистых в-в, карбонатов, оксидов Fe и Al, рН.

Ряд почв по степени устойчивости к ТМ: тундровые- серые лесные- черн выщел- черн обык, южные-каштановые

Для оценки буферности учитываются барьеры:

-механические и биогеохимические (Ао,Т,А)

-Хемосорбционные (B,Bh,Bfe)

-Сорбционные и щелочные (Bk,Bna)

-Хемосидементационные (G)

-испарительные (верхние горизонты солончаков)

-Криогенные (надмерзлотная концентрация ТМ)

5) Способы детоксикации ТМ (орг удобрения, известкование, цеолиты, фитомелиорация –хруст. травка, ярутка синеющая, тополь, это наиболее дешевый прием, плантажная вспашка,

создание насыпного слоя-рекультивация)

35. Параметры оценки состояния агроландшафтов

Оценка состояния ландшафтов на уровне ландшафта:

1)Характеристика поверхностного стока

2) Внутригодовая структура стока

3) Величина стока (мм или л/сутки2)

4) Величина твердого стока (по мутности мг/л сухого остатка)

5) Соотношение площадей основных типов урочищ

6) Новые виды фаций и урочищ

Параметры состояния на уровне биогеоценоза (экосистемы):

1)Запасы живой биомассы (фито, зоо и микробиомассы) в биогеоценозе (г/м2)

2) Скорость биогенного круговорота Сорг

3) скорость минерализации растительных остатков

Параметры состояния фитоценоза

1)Видовой состав (число видов на 100 м2 для трав и на 0,25 га для древесных сообществ)

2) Проективное покрытие доминантов для трав или сомкнутость крон (%)

3)Спектр жизненных форм- доля участия (%) деревьев, кустарничков, полукустарничков в фитоценозе

4) Участие особей различных возрастов (%)

Параметры состояния зооценоза

1)Соотношение различных трофических групп (фитофаги, хищники, сапрофаги)

2) Видовое разнообразие (индекс Шеннона)

3) Плотность доминантов и субдоминантов

Параметры оценки состояния почв

1)Мощность и сложение профиля

2) Скелетность и каменистость профиля

3) Содержание в профиле легкорастворимых солей, наличие карбонатных пор и поровых горизонтов и конкреций из CaSO4

4) Плотность и водопроницаемость основных генетических горизонтов

5) Уровень залегания грунтовых вод

6) рН и окислительно-восстановительный потенциал в генетических горизонтах почв Апах, А, В, и С

7) Состав гумуса и масштаб миграции ОВ в гор А пах и А

8) Фитотксичность почвы

9) Местоположение почвы в ландшафте и удаленность от пром.зон

20. Устойчивость почв к рекреационным нагрузкам.

Понятие и формы рекреации

Рекреация (Н.Ф. Реймерс)- восстановление здоровья и трудоспособности путем отдыха вне жилища.

Экономическая оценка социальной функции рекреации в санатории 275-385 руб., в доме отдыха 45-54 руб. на 1 отдыхающего. Общий доход от рекреации, выраженный ч/з повышение производительности труда, оценивается в 2000 г. около 1 млрд.руб.

Рекреационные ресурсы- это часть природных и культурных ресурсов, обеспечивающая отдых как средство поддержания и восстановления трудоспособности и здоровья людей

Виды:

-культурно-исторические

-природные

Рекреация- совокупность явлений, возникающих в связи с эксплуатацией объекта для туризма и отдыха

Объекты природной среды- лес, горы, степи, долины рек, озер, морей и др. природные комплексы.

Субъектами рекреации являются рекреанты.

Основные природоохранные задачи в зонах рекреации- сохранение условий нормального развития природной среды, что зависит от:

- устойчивости природных комплексов

- способности их восстанавливать свои возобновимые ресурсы (растения, животные, почвы).

Форма- способ, каким рекреанты используют объект, в разной степени воздействуя на него, и сами подвергаются его воздействию.

Основные виды рекреац. воздействия: вытаптывание и уплотнение почвы, посещение леса, луга, водоемов, выжигание подстилки и др.

Воздействия проявляются в виде:

- прямого механического повреждения растений и верхнего горизонта почв.

- косвенно ч/з ухудшение физических, химических и биологических св-в почв, смены растительности, вызываемой трансформацией экологич. условий обитания.

Экосистемы рекреац. использования подвергаются изменениям. Устойчивость к изменениям зависит от свойств самой экосистемы, форм и длительности рекреац. нагрузки.

- Границы устойчивости экосистемы явл-ся границей допустимых рекреационных нагрузок.

- Рекреация компонентов природного комплекса на рекреационное воздействие различна: атм. воздух- литогенная основа- почв. покров- растит и животный мир.

- Границы устойчивости определяются на основе количественных оценок механизмов изменений, выделений обратимых и необратимых форм.

За показатель дигрессии принимают стадии изменения фитоценозов (Карпиносова, 1962, 1967; Кандалова, 2010)

1ст –тропиночная сеть отсутствует, типичные лесные виды трав

2ст- тропы до 10% площади, проявляются луговые и сорные виды

3 ст- тропы до 20-30% площади.

4стадия- тропы 40-60% площади преобладают луговые злаки. 5стадия- вытаптыва-я площадь 80-90% лесные виды сохра-ся на 5-10% территории. Воздействие вытаптывания на почв-ый покров прослеж-ся на протяжение 7 послед-их стадий – 1 –

- возрастает плотность сложения

- уменьшается пористость

-ухудшаются водно- физические свойства

-усиливается эрозионный процесс

-замедляются биологич. процессы

Итак:

- ререацион. использование природных комплексов приводит к расчленению территории на участки неодинаковой поврежденности, характеризующиеся различным состоянием растит-ти и свойств почв

- рекреацион. воздействие изменяет преимущественно физич. св-ва почв.

- восстановление их- соответствующие мероприятия (1-10 лет). Цикличны, обратимы, явл-ся носителями короткоживущей памяти почв.

- Устойчивость почв к рекреационным воздействиям определяют необратимые носители памяти почв.

14. Профилеообразующие процессы и главные черты почв бореального пояса

Почвобразование определяется сочетанием довольно холодного избыточно влажного континентального климата с таежно-лесной растительностью, суглинисто-глинистой почвобра-ой породой, многолетней и сезонной мерзлотой. Особенности почвообр-ия: полугидроморфные и гидроморфные почвы; в направлении с севера на юг усиление а затем ослабление подзолообразования; уменьшение общей заболоченности, иллювирование по гумусу и полуторным оксидам; усиление дернового процесса и поверхностного оглеения; повышение биологи-ой активности почв (уменьшение мощности подстилки и увел-ие мощности гумусового горизонта, возрастает роль травянистой растительности в почвообразовании); уменьшается комплектность и роль мерзлотных процессов; появляются почвы новых высоких таксонометрических рангов; наблюдается частая встречаемость почв с вторым гумусовым горизонтом в дерново подзолистых и серых-лесных почвах; появл-ся дерново карбонатные почвы,формируются на глинисто-щебнистых карбонатных породах.ЭПП- гумусонакопление, эллювирование, иллювирование, оглеение, окарбоначивание.Почвенно-климатические области:Б – европейско-западно-сибирская таежно-лесная область подзолистых почв. В – восточно-сибирская мерзлотно-таежная экстраконтинентальная область мерзлотно-таежных почв. Особенности почвооб-ия в Б области: рельеф пологоволнистый и холмистый со средними абсолютными высотами 160-170см.; почвообраз-ие породы-моренные глины, озерно-аллювиальные пески и глины.; доминируют площади полугидроморфных и гидрофорфных почв; с севера на юг- сначала усиление затем ослабление подзолообр-ия; уменьшается общая заболоченность; постоянное усиление дернового процесса и поверхностного оглеения; повышение биологической активности; уменьшение комплектномти почв и роли мерзлотных процессов; наблюдается частая встречаемость почв со вторым гумусовым горизонтом.

Профилеобр-ие процессы: подстилкообразование, торфообр-ие,оглеение, гумусо—эллювиальный, иллювиальный, иллювиально-железистый.

Почвобразовательные процессы: болотный, подзолистый, дерновый. Почвы- подзолы,подзолистые таежно-глееве, дерново-подзолистые.

Особенности почвообра-ия в Восточно-Сибирской мерзлотно- таежной экстраконтинентальной области.

- В области: приподнятая равнина, глубоко расчлененная долинами рек. Плато приобрели облик гор (тунгусское плато) Абсолютные высоты 500-800 м. сглаженность широких пространств.

-Территория сложена вулканическими (базальты, долериты, габбро) и осадочными (карбонатными) породами. Продукты выветривания этих пород явл-ся почвообразующими

- Континентальность нарастает к востоку. Сумма активных температур 900-1500°С, сумма осадков 500-600 мм в год.

-мерзлотные и термокарстовые процессы

-растит-ть- таежные леса.

Специфичность почвообраз-я определяется:

-с ложностью макроструктуры почв. покрова

уменьшение мощности гумусового слоя.2-уменьшение кол-ва ОВ в почве. 3 – увел-ие плотности и умень-ие пористости. 4,5,6,- уменьшение проницаемости почв, уменьшение иформати-ой способности. 7 – повышение проявления эрозии почв и плоскостного смыва мелкозема.

Индикаторы- ОВ, микроэл-ты, гран. Состав, ЕКО, плотность сложения, пористость, внутрипочвенное поровое пространство, биол активность и др. (Медведев, Лактионова, 2012)

Устойчивость почвы на стадии обратимых и необратимых процессов определяется свойствами почвы-памяти.

Измерение рекреационного воздействия

- рекреацион. нагрузка- совокупность воздействия рекреантов на природные комплексы. Проявляются ч/з вытаптывание («окна вытаптывания»), уничтожение лесной и травяной подстилки, появлении тропинок, троп, кострищ и т.п.

- рекреационная емкость характеризует кол-во отдыхающих без учета единицы площади территории отдыха.

- посещаемость- кол-во отдыхающих на 1 га за день.

Предельно-допустимая рекреационная нагрузка- такая, которая не превышает естественный потенциал природного комплекса.

Показывает сколько человек могут использовать данную единицу площади для отдыха без ущерба для компонентов природного комплекса (экосистемы).

Установлены величины предельно допустимых нагрузок для:

-ельника- черничника на дерново- сильноподзолистой суглинистой почве- 15 чел/га

-березняков травяных на серых лесных почвах- 25-30 чел/га.

-соснового бора на песках- 7 чел/га

По данным (Фурсова 1971, Чижова 1977, Колотова 1998) установлено:

- При нагрузке до 100 ч/дн сезон, преобладают процессы восстановления нарушенного растит. покрова.

В основе методики определения стадий рекреац. дигрессии (И.С. Казанская)- состав и состояние почв. покрова. Граница устойчивости находиться между 3 и 4 стад. дигрессии

1 ст дигрессии- характеризуется ненарушенной подстилкой, дерниной, полным набором характерных для данного сообщества.

Устойчивость варьирует в зависи-ти:

- влажности почвы

-гран.состава

-мощности гумусового слоя

-уклона поверхности

-возраста древостоев

- естественные леса более устойчивы, чем искусственные насаждения

-степень задерновости травами

Рекреационные нагрузки на лесные экосистемы

- рекреацион. леса- леса, предназначенные для отдыха населения

-Интенсивного посещения- с плотностью 6 чел/га

-Критерий рекреационной ценности (экономич. ценность рекреац. ресурса)- устойчивость к рекреац. нагрузкам

- Возрастает роль экологич аспекта в размере цены за лесные рес-сы

Влияние рекреац. нагрузок на травяные экосистемы

а) растительность (видовой состав, структура и продуктивность)

б) нарушение почвы связаны с вытаптыванием

19. Критерии оценки и механизмы устойчивости почв. Почва- память и почва момент

Критерии оценки устойчивости почв объединяют [Хитров, 2002] в несколько групп:

1.критические значения воздействий, вызывающие почти пол­ное разрушение почвы;

2.почвенные параметры, остающиеся неизменными при раз­ личных воздействиях;

3.параметры динамики свойств почвы;

4.критерии, являющиеся наиболее чувствительными к воздей­ствиям (биологические тесты);

5.критерии, полученные при относительном изменении какого- либо почвенного показателя.

Механизмами, обеспечивающими устойчивость почв к внеш­ним воздействиям, являются:

1. многообразие компонентов почвы (минералы, коллоиды, гу­мусовые вещества, соли, микро- и мезофауна и т.п.). Это многообра­зие обеспечивает возможность довольно быстрой замены одного компонента другим для выполнения одной и той же функции;

2. механическая прочность, упругость, эластичность компонен­тов твердой фазы почвы. Структурные связи между ними весьмапрочны;

3. способность почвы к поглощению и удержанию поступаю­щих в нее химических и газообразных веществ (поглотительная спо­собность).

4. так называемая «проточность» почвы, т.е. наличие возмож­ности удаления легкорастворимых солей за пределы почвы в резуль­тате вертикального (при песчаном или супесчаном гранулометриче­ском составе) или горизонтального (при глинистом гранулометриче­ском составе, слитном сложении) промывания.

5. возможность сохранения внешних условий, которые обеспе­чивают существование почвенных процессов для поддержания соста­ва и свойств данной почвы.

Почва-память - это совокупность устойчивых и консерватив­ных свойств почвенного профиля, являющихся интегральным резуль­татом действия факторов и почвенных процессов в течение всего пе­риода почвообразования (от нуль-момента до момента наблюдения). В почву-память входят свойства, имеющие большие характерные времена своего образо­вания и свойства, обладающие значительной устойчивостью. К таким свойствам, например, относятся минералогический и грануло­метрический и валовой химический состав, содержание гумуса, труд­но- и негидролизуемые формы азота.

Почва-момент - это совокупность динамических лабильных свойств, являющихся результатом факторов и процессов в мо­мент наблюдения. Это свойства с короткими характерными време­нами. К ним прежде всего относятся легкоминерализуемое органиче­ское вещество, подвижный гумус, азот нитратов и аммония, подвиж­ный фосфор и обменный калий, показатели биологической активно­сти. Почва-память - это генетически обусловленный субстрат для почвы-момента, влияющий на нее и сам изменяющийся под ее влия­нием. Почва-память и почва-момент совмещены в каждом почвенном профиле. Вре­мя, необходимое для того, чтобы почва (признак, процесс), разви­вающаяся под влиянием факторов среды, пришла в равновесие (или квазиравновесие) с этими факторами, называется характерным вре­менем почвы (ХВ).

Особенности почвообраз-я

С севера на юг: уменьшается комплектность опчв и роль мерзлотных процессов;

усиливается появление подзолообразования глеевого и дернового процессов почти или полностью отст-ие их в св.тайге; ослабление альфегумусового процесса и постенное буроземообразование;

увеличивается биологическая акт.почв .

Профилеобр-ие процессы: подстилкообразование, оглеение, гумусово-эллювиальный, иллювиальный,элювиальный, иллювиально-железистый, иллювиально-карбонатный, альфегумусовый. Почвообр-ые процессы- подзолистый и дерновый. почвы- подбуры,криоземы,криоторфяные, дерново-карбонатные,подзолы,криоземы,дерново-подзолистые

18. Общие представления и понятие об устойчивости почв к экзогенным воздействиям.

И.Н. Росновский и С.Г. Копысов (2002) предлагают экзогенные воздействия классифицировать:

по географическим масштабам - на локальные, региональные и глобальные;

по природе действующих на почву факторов - на механические, гидрологические, химические, тепловые, биологические;

по амплитуде - на сильное, умеренное, слабое;

по периодичности - на кратковременное, периодическое, долго­временное;

по происхождению - на естественное и антропогенное (агроген-ное, техногенное, рекреационное, пирогенное, военное и др.). Исходя из этого, можно выделить 5 типов устойчивости почв: устойчивость к механическим воздействиям;

устойчивость к гидрологическим воздействиям;

устойчивость к химическим и радиохимическим воздейст­виям; устойчивость к тепловым воздействиям;

устойчивость к биологическим воздействиям.

В научной литературе понятие «устойчивость почв» определя­ется по-разному:

устойчивость как инертность, не предполагающая активной реакции на воздействие;

устойчивость как способность противостоять воздействию, сохраняя равновесие, структуру, параметры и характер функциониро­вания;

устойчивость как способность почвы возвращаться в исход­ное состояние после возмущения и сохранять свои функции. Большинство исследователей устойчивость почв понимают как способность почв противостоять негативным воздействиям и восста­навливаться после их прекращения.

По Н.Б. Хитрову (2002), понятие устойчивости всегда подразу­мевает реакцию объекта на внешнее воздействие со стороны других объектов. Причем, по его мнению, об устойчивости целесообразно говорить только по отношению к слабым воздействиям. По отноше­нию к сильным воздействиям целесообразно использовать понятие чувствительности (сенсорности).

По мнению В.И. Кирюшина (2002), понятия устойчивости при­родных ландшафтов и агроландшафтов существенно различаются. Под устойчивостью природных ландшафтов он понимает способ­ность сохранять саморегулирующееся функционирование в пределах естественного колебания их параметров под воздействием внешних факторов. Параметрами устойчивости природных ландшафтов называет структуру, функции, режимы, интенсивность и сбалансирован­ность биологического круговорота, биологическую продуктивность.

Устойчивость агроландшафта представляется В.И. Кирюши-ным как способность поддерживать заданные производственные функции, сохраняя и биосферные функции. Устойчивость агроланд­шафта зависит от требований сельскохозяйственных культур к агро-экологическим условиям ландшафта. Наименьшей устойчивостью отличаются лесостепные и степные агроландшафты на черноземах, расположенных на равнинах (плакоре). При распашке таких чернозе­мов устойчивость их сильно снижается из-за усиления водной эрозии и дефляции. Обеспечение экологической устойчивости таких агро­ландшафтов и почв требует

15. Профилеообразующие процессы и главные черты почв суббореального пояса

1) Сумма активных t 1550-1650° на севере до 2000° на юге

2) Островной характер территории, концентрическая зональность ландшафтов

Особенности серых лесных почв-небольшая мощность гумусового горизонта; незначительная выщелочность и степень дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу; повышенное содержание гумуса и поглощенных оснований; отсутствие на гранях структурных отдельностей гумусовых глянцевых пленок; щебнистость почвообразующих пород. Особенности черноземного почвообразования: глубокое и периодически сквозное промачивание; признаки мерзлотного оглеения; многогумустность и малая мощность гумусового горизонта; выщелочность от карбонатов и легкорастворимых солей; карманистые и языковатые переходы между горизонтами; литологическая неоднородность почвообразующих пород; микрокомплектность.

ЭПП- гумусонакопление,слабоэлювиальные и иллювиальные процессы,иллювиальность по карбонатам.

Серые лесные почвы: ствол-постлитогенные,отдел-текстурно-дифференцированные. Тип-серые(агросерые),подтипы-типичные,со вторым гумусовым горизонтом,глееватые.Тип-темно-серые(агротемно-серые).Подтип-типичные,со сторым гумусовым горизонтом,глееватые.

Профилеобразующие процессы-подстилкообразование,гумусово-аккумулятивный,гумусово-элювиальный,иллювиальный,оглеение.Почвообра-ие процессы-дерновый,подзолистый. Серые лесные почвы-постепенно-убывающий характер гумуса,почвы средне-кислые,гидролитическая кислотность дифференцирована, емкость катионного обмена находится на срднем уровне,преобладает кальций,почвы не насыщенны основаниями. Эволюция агросерых почв- смена агроценоза лесной растительностью приводит к смене скорости и характера биологического круговорота органического кещества и минеральных веществ, ухудшается гидротермический режим, снижается интенсивностьбиологической активности, увеличивается численность аммонификаторов и снижается численность нитрификаторов(признак лесных свой-в),затормаживаются процессы минерализации опада,формируется грубогумусовая подстилка,замедляеся процесс биологической аккумуляции.

Чернозем:ствол-постлитогенный,отдел-аккумулятивно-гумусовый.Типы: чернозем глинисто-иллювиальный(агрочернозем глинисто-иллювиальный),чернозем(агрочернозем,чернозем текстурно-карбонатный(агрочернозем текстурно-карбонатный).Профилеобр-ие процессы-дернинообразования, гумусонакопление(гумусо-аккумуля-ый,гумусо-эллювиа-ый), иллюв-ый по карбонатам,глеевый(слабо). Почвообр-ый процесс- черноземный.Особенности черноземов-пониженная степень оподзоливания(для оподзоленных подтипов),ослабленность элювиально-иллювиального процесса(для оподзоленных подтипов), слабая макроструктурность и заметная микроструктурность,признаки оглеения в нижней части профиля,слаевато-плитчатая структура в нижних горизонтах ,укороченность гумусового горизонта,языковатый и карманистый характер переходного горизонта. Св-ва черноземов-профильное распределение гумуса постепенно убывает,возрастающее-убывающее распределение ГК,равномерно убывающее распределение ФК,убывающее резко возрастающее распределение ГМ,фульватно-гуматный тип гумуса, накопление карбонатов в гор.В обусловлено преобладанием всходящих токов капиллярно-пленочной влаги в теплое время из постоянно влажного оттаивающего нижележащего горизонта к гумусовому горизонту.Эволюция черноземов- основной фактор-агрогенное использование черноземов. В рез-те: растительный покров лесостепной зоны красноярского края где предшественниками агроценозовбыли травяные луга,теряет 5,6т С/га в год;ежегодные потери гумуса из пахотных почв-о,23т С/га в год.

введения противоэрозионных систем земледелия, сдерживающих эрозионные потери почвы.

Причины, определяющие устойчивость почв:

-инертность отдельных компонентов почвы к поступающим извне химическим веществам;

-относительная стабильность основных групп твердой фазы почвы;

-прочность почвы и способность сопротивляться механиче­ским воздействиям;

- живучесть и биоразнообразие почвенной биоты;

-буферность как способность поддерживать относительное постоянство отдельных характеристик, например рН,

- устойчивость функционирования почвы, обеспечивающая поддержание и обновление внутреннего состава, строения и характе­ра связей между компонентами в условиях колебания (флуктуации)внешних факторов почвообразования;

-способность к самовосстановлению

24 Подготовка инновационного проекта. Жизнеспособность, критерии и инновационная стратегия.

Инновацио́нный прое́кт — проект, содержащий технико-экономическое, правовое и организационное обоснование конечной инновационной деятельности. Итогом разработки инновационного проекта служит документ, включающий в себя подробное описание инновационного продукта, обоснование его жизнеспособности, необходимость, возможность и формы привлечения инвестиций, сведения о сроках исполнения, исполнителях и учитывающий организационно-правовые моменты его продвижения.

Реализация инновационного проекта — процесс по созданию и выведению на рынок инновационного продукта.

Цель инновационного проекта — создание новых или изменение существующих систем — технической, технологической, информационной, социальной, экономической, организационной и достижение в результате снижения затрат ресурсов (производственных, финансовых, человеческих) коренного улучшения качества продукции, услуги и высокого коммерческого эффекта. Разработка инновационного проекта включает в себя две основные стадии : 1. Прединвестиционная. Поиск и обоснование жизнеспособности инновационной идеи. Научные и маркетинговые исследования и разработка технико-экономического обоснования. 2. Инвестиционная. Вложение денег и материальное воплощение проекта.

1. Поскольку выведение на рынок инновационных продуктов, как правило, требует инвестирования, необходимо обосновать целесообразность вложения денег и возможность получения прибыли от инновации. Важная задача исследовательской части проекта - доказать, что идея не только является инновационной, но и будет принята рынком.Разработка инновационного проекта начинается с поиска идеи.

Поиск идеи для инновационного проекта может производиться:

на основе последних научных разработок и исследований,

анализа потребительского спроса (маркетинговых исследований, опросов потребителей)

Поиск идеи для инновационного проекта - творческая задача, часто для этих целей используется ТРИЗ.

2.Вторая фаза — реализация, материальное воплощение инновационного проекта. Мониторинг показателей, разрешение конфликтов и корректировка проекта.

Жизнеспособность:

-уникальность проекта, наличие конкурентов и похожих проектов;

-наличие научных разработок и исследований по данному проекту;

-наличие очевидной пользы (выгоды) для потребителя, заложенной в инновационном продукте;

-наличие потребности в продукте, портрет потребителя, объем рынка;

-соотношение затрат на реализацию проекта и коммерческого эффекта;

-наличие исходного капитала или возможности приобретения займа/кредита;

-масштабность проекта, сроки исполнения и окупаемости, необходимость дополнительных вложений;

-маркетинговая стратегия, варианты позиционирования продукта;

10. экологическая роль макро- и микроэлементов в почвообразовании

Макроэлементы в почвах

К основным элементам, определяющим химический состав и состояние почвы, являются   азот, фосфор и калий.

Растения и животные могут поглощать только связанный азот в форме минеральных соединений – азотнокислых и аммиачных солей. В незначительной степени они могут усваивать растворимые в воде амиды и простейшие аминокислоты.

Функцию перевода свободного азота в связанный выполняют бактерии. Известны аммонифицирующие, нитрифицирующие, денитрифицирующие, азотфиксирующие и другие бактерии. Аммонифицирующие бактерии способны разлагать сложные органические соединения с образованием аммиака.

Азот – один из основных элементов, необходимых для питания растений. Он входит в простые и сложные белки, которые являются  главной составной частью протоплазмы растительной клетки, в состав нуклеиновых кислот, содержится в хлорофилле, фосфатидах, алкалоидах, витаминах, ферментах и других органических веществах клеток.

Фосфор (Р). Фосфор относится к числу распространенных элементов в земной коре  8×102 весовых процента. Основная масса фосфора находится в природных фосфатах (170 видов), а также в породах с фосфорсодержащими минералами (амблигонит, вивианит, монацит, пироморфит и т.д.).

Минеральные формы фосфора в почвах преобладают над органическими. Минеральные соединения представлены трудно растворимыми фосфатами – солями кальция, железа и алюминия. При этом в нейтральных и щелочных почвах преобладают фосфаты кальция, в кислых – фосфаты полуторных окислов. Более высокой растворимостью характеризуются кальциевые соли фосфорной кислоты.

В живых организмах фосфор входит в состав кислот и органических соединений, участвует в углеводном, жировом, азотном обмене растений, входит в состав скелета позвоночных, играет роль в нервной и других тканях.

Калий (К). Калий принадлежит к одному из наиболее распространенных в земной коре элементов. Среднее содержание в земной коре – 2,14%. В почвах содержание калия составляет 1,36 весового %. Содержание калия в почвах выше, чем фосфора и азота, вместе взятых. Калием богаты почвы, образующиеся на кислых и осадочных породах. Больше калия в тяжелых почвах, так как он входит в состав минералов, образующих преимущественно глинистые частицы. В глинистых и суглинистых почвах общее количество К2О достигает 23%, в песчаных, супесчаных и торфяных почвах значительно меньше

Железо (Fe). Оксиды и гидроксиды железа определяют цвет многих почв. В почвах железо присутствует в виде оксидов и гидроксидов, находящихся в виде различных кристаллических, скрытокристаллических или аморфных минералов, в хелатной форме – в почвах, богатых органическим веществом. Преобразованию соединений железа  способствует органическое вещество, а также микроорганизмы.

Почвы с дефицитом железа для сельскохозяйственных растений распространены достаточно широко (карбонатные, щелочные, марганцевожелезистые разновидности почв). Однако даже на бедных железом почвах его абсолютного дефицита для растений не отмечается. Наблюдается недостаток только легкорастворимых форм.

11. Почвенно- географическое районирование Красноярского Края.

- Разнообразие природных условий (от полярных пустынь до сухих степей).

- Разнообразие экологических условий ( равнинный и горный рельеф, распространение пород трапповой формации, известняков, многолетней и сезонной мерзлоты, резкоконтинентальный климат) определило многообразие и специфику почв и почвенного покрова.

- Большинство типов почв (от арктических до южных черноземов), распространенные на территории России и грануземы (характерные для Красноярского края)

- Проявляется вертикальная и горизонтальная зональность почв

- В ПГР используются иерархические таксономические единицы: пояс, область, зона, подзона, провинция

-выделено 3 почвенно- биоклиматических пояса, 5 почв-биокл областей, 4 зоны, 5 подзон, 13 почв провинций на равнинах и 19 вертикальных почв провинций.

Природное районирование земледельческой территории Красноярского края

Подзона средней тайги (Богучанский район), подзона южной тайги (Енисейский район), зона лесостепи (выделено 6 округов, получивших одноименные названия котловин, в пределах котрых находятся соответствующие округа), зона степи

Красноярский природный округ ограничен с востока Енисейским кряжем, с юга восточным Саяном

Мезо и микрорельеф бугристый, обусловливающий сильную комплексность почвенно-растит покрова (порого-всхолмленная равнина)

Ачминско-Боготольский юг- хребтом Арга, восток- Кемчугский, север и запад- Западно- Сибирской низменностью

Канский- восточный участое островнх лесостепей края. Ограничен с севера Приангарской возвышенной частью среднесибирского плоскогорь. С северо-запада Енисейским кряжем, а с юго-запада и юго- востока- Восточными Саянами и его отрогами.

Рельеф котловины- равнинный.

Назаровский, Чулымо- Енисейский и Южноминсуинский округа находятся в енисейской впадине.

Южно- Минусинский округ. Юг и запад- Кузнецкое Алатау. По долинам рек Абакана и Тувы

Севернее южно- Минусинского округа- Чулымо Енисейский и Назаровский окружены Солгонским кряжем. Равнинно- мелкосопочный рельеф. Зона степи- юг красноярского Края- Минусинская впадина (р-ны Минусинский и Шушенский)

-уровень профессионализма и личной заинтересованности исполнителей проекта;

-юридическая защищенность проекта - соответствие законодательству, необходимость получения сертификатов, лицензий, наличие патентов, авторских прав, возможность получения поддержки со стороны государства (субсидий, льгот);

В результате анализа всех указанных факторов делается предварительное решение об инвестировании. После этого начинается разработка документации - научные изыскания и технико-экономическое обоснование, их согласование и утверждение. Логическим завершением первой фазы является принятие решения о целесообразности исполнения инновационного проекта и инвестирования.

Инновационная стратегия.

Инновационная стратегия получила признание в качестве одного из радикальных средств достижения целей организации в условиях высокого уровня неопределенности ожидаемых результатов, инвестиционных рисков проектов. Инновационные стратегии подразделяют на несколько специальных: продуктовые ,функциональные, ресурсные и организационно-управленческие. Базовые или эталонные стратегии развития являются универсальными. В их состав входят стратегии интенсивного, интеграционного и диверсификационного развития. При интенсивном развитии происходит ускоренное наращивание потенциала организации за счет лучшего использования внутренних и внешних возможностей. Интеграционное развитие связано с организационно-управленческими инновациями и направлено на структурные преобразования. Диверсификационное развитие имеет целью создание новых продуктов и технологий в дополнение к существующим.

Критериями инвестиционной привлекательности служат дивидендная политика инноватора, определяемая ценой собственного и привлеченного капитала, что в конечном итоге влияет на его структуру, а также макроэкономичес­кая ситуация ,определяемая уровнем инфляции, государственной инвестиционной политикой, ставками рефинансирования. Соотношение этих факторов определяет инвестиционную привлекательность тех или иных инвестиционных проектов.

Микроэлементами называют элементы, содержащиеся в организмах и в почвах в очень небольших количествах, без которых жизнедеятельность невозможна.

К микроэлементам относятся Li,B,Ti,F,V,Cr,Mn,Co,Ni,Cu,Zn,Se,Ag,I и др

Источники микроэлементов в почве (почвоообраз-е породы, метеоритная и космическая пыль, вулканические газы, морские и грунтовые воды, техногенные выбросы).

Микроэлементы в почвах присутствуют в различных соединениях: водо-, соле- и кислоторастворимых, а также входящих в состав различных почвенных минералов. Преобладающая часть содержащихся в почве микроэлементов растениям недоступна. Растениям доступны микроэлементы, находящиеся в растворимом или поглощенном состоянии.

Содержание и характер распределения микроэлементов в почвах зависит от следующих факторов:

-содержания гумуса

-гран. состава

-реакции среды

-окислительно восстановительных условий

-емкости поглощения

-наличия карбонатов

Экологическая роль микроэлементов

Микроэлементы влияют на направленность действия ферментов и их активность. Доказано, что для белкового, углеводного и жирового обмена в-в нужны Mo,Fe,V,Co,W,B, Mn,Zn, кроветворении-Co,Cu,Mn,Ni,Zn, дыхании- Mg, Fe,Cu,Zn, фотосинтезе- Mn, Cu, синтез гумуса- Cu

Недостаток или избыток микроэлементов в почвах одинаково вредно сказывается на развитии организмов, вызывая их заболевания. Например, недостаток меди вызывает суховершинность плодовых деревьев, избыток меди и цинка приводит к заболеванию животных анемией. При недостатке цинка- возникает розеточная болезнь плодовых деревьев, пятнистость листьев цитрусовых, побеление верхушки листьев кукурузы. При борном голодании растения не образует цветки, сахарная свекла заболевает сердцевинной и сухой гнилью, лен- бактериозом. А при высоком содержании бора в почвах появляются низкорослые растения распластанной или кустистой формы. При молибденовой недостаточности наблюдается пятнистость и свертывание листьев томата, нитевидность листьев цветной капусты. Недостаток марганца приводит к заболеванию хлорозом табака, кукурузы, хлопчатника, гороха, овса, сахарной свеклы. При избыточном содержании стронция в почвах растения приобретают уродливые формы.

Установлено, что растения извлекают из почвы микроэлементы выборочно:

кукуруза- золото и цинк

Полынь- марганец

Фиалка и табак- цинк

Хлопчатник- кобальт

Микроэлементы применяются в качестве микроудобрений для полевых культур, подкормок в животноводстве, птицеводстве, рыбоводстве. Борные удобрения применяются часто под сахарную свеклу, кормовые культуры, лен и хлопчатник. Молибденовые микроудобрения вносят под бобовые культуры, поскольку содержащийся в них молибден участвует в связывании атмосферного азота клубеньковыми бактериями

В Красноярском крае представлены почти все природные зоны, характерные для территории России: от арктических пустынь до типичных степей. На территории Красноярского края преобладают мерзлотно-таёжные и горно-таёжные, а также подзолистые тайги и горно-тундровые почвы. На севере почвы заболоченные торфяные, к югу сменяются мерзлотно-таёжными, серыми лесными, чернозёмными и каштановыми. На полуострове Таймыр в зонах арктических пустынь и тундровой преобладают заболоченные торфяные почвы. Мохово-лишайниковая, особенно ягельная, тундра используется как пастбище для оленей. К югу от Таймыра протягивается узкая полоса лесотундры, где наряду с кустарниковой тундрой имеются острова лесов из лиственницы на слабоподзолистых почвах и ели на торфяно-глеевых почвах.Островные лесостепи Красноярского края (Ачинско-Боготольская, Красноярская, Канская), переходящие к югу в степи Минусинской котловины, характеризуются равнинным и холмисто-увалистым рельефом, представлены чернозёмами, главным образом плодородными серыми лесными, черноземными и каштановыми почвами. Чернозёмные почвы отличает высокая гумусированность.Почвы Красноярского края характеризуются, в основном, низким естественным плодородием, повышенной эрозионной опасностью и сильной уязвимостью к неблагоприятным внешним воздействиям, как природного, так и антропогенного происхождения. Наиболее уязвимы почвы, формирующиеся в неблагоприятных условиях с точки зрения рельефа, гидротермического режима, характера подстилающих пород (на крутых и щебнистых склонах гор, на мощных межгорных впадинах).На огромной территории края для сельскохозяйственного производства наиболее благоприятны зоны южной тайги, подтайги, островных лесостепей и степей. Для сельского хозяйства в зоне южной тайги наибольший интерес представляют дерново-глеевые почвы террас Енисея и его крупных притоков. Для их использования требуется осуществить целый ряд мероприятий по улучшению гидротермических условий, активизации микробиологических процессов, внесения органических и минеральных удобрений. Кроме основных типов почв интразонально распространены пойменные, солонцы, болотные и торфяники. Более 12% территории края заняты горными тундрами и высокогорными лугами. Основные пахотные земли расположены в степных и лесостепных районах Минусинской котловины и островных лесостепях. На юге края почвы, пригодные для сельского хозяйства, практически использованы полностью. Предстоит освоение серых лесных и дерново-подзолистых почв в подтаежных и таежных регионов, а также искусственно орошаемых и осушаемых земель.Почти во всех районах края падает плодородие почв, идет ухудшение качественного состояния сельскохозяйственных угодий. Пригодные для землепользования степные и лесостепные почвы практически все освоены, поэтому перспективы увеличения производства продовольствия в крае связаны с повышением плодородия уже освоенных земель и с требующим больших затрат средств и труда на мелиорацию земель освоением сельскохозяйственных угодий, главным образом в южнотаежных районах.

Таким образом, природные ресурсы Красноярского края поразительно разнообразны, покрыты густой сетью рек и озер, с разнообразием растительного и животного мира. Если отправиться в путешествие по Енисею, от Саянских гор до Северного Ледовитого океана, то можно всего лишь в течение нескольких дней увидеть степь и тайгу, тундру и арктическую пустыню, полюбоваться полетом птиц, увидеть медведя, промышляющего на речных перекатах рыбой, покататься на северном олене, лицезреть одновременно быт коренных народов Севера.

12. Факторы обусловившие специфику почвообразования на территории Красноярского Края

Полярный пояс

-Сумма активных тесператур не превышает 600 град, сплошная многолетняя мерзлота.

-Криогенные явления: морозное растрескивание, солифлюкция, термокартс, морозное вветривание, пучение

Главные черты почвообразования- комплексность почв-ого покрова, связанная с характером криогенного рельефа; неустойчивое состояние почв-ого покрова из за мерзлотных процессов в условиях почти полного отсутствия стабилизирующего фактора устойчивости высших растений.(термокарст-пустоты, в которых образуется мелкозем). Морозное выветривание-выветривание почвенных минералов по принципу физического. Пучение-видоизменение рельефа,обр-ся криогенные бугры.); преобладают абиотические факторы обр-ия почв(экзогенные мерзлотные рельефообразующие процессы,ветровая и снежная коррозия,эоловая аккуму-ия солей с океана и карбонатов с обнаже-ых пород); разораванность почвеннго покрова; низкая интенсивность почв-ых процессов;высокое содержание каменистого материала;одинаковый набор элементарных почвообразующих процессов(оглеение, торфонакопление,засоление, оподзоливание, криотурбация, альфегумусовая миграция,акарбоначивание).

Бореальный пояс

Почвобразование определяется сочетанием довольно холодного избыточно влажного континентального климата с таежно-лесной растительностью, суглинисто-глинистой почвобра-ой породой, многолетней и сезонной мерзлотой. Особенности почвообр-ия: полугидроморфные и гидроморфные почвы; в направлении с севера на юг усиление а затем ослабление подзолообразования; уменьшение общей заболоченности, иллювирование по гумусу и полуторным оксидам; усиление дернового процесса и поверхностного оглеения; повышение биологи-ой активности почв (уменьшение мощности подстилки и увел-ие мощности гумусового горизонта, возрастает роль травянистой растительности в почвообразовании); уменьшается комплектность и роль мерзлотных процессов; появляются почвы новых высоких таксонометрических рангов; наблюдается частая встречаемость почв с вторым гумусовым горизонтом в дерново подзолистых и серых-лесных почвах; появл-ся дерново карбонатные почвы,формируются на глинисто-щебнистых карбонатных породах.ЭПП- гумусонакопление, эллювирование, иллювирование, оглеение, окарбоначивание.Почвенно-климатические области

Суббореальный пояс

1) Сумма активных t 1550-1650° на севере до 2000° на юге

2) Островной характер территории, концентрическая зональность ландшафтов

Особенности серых лесных почв-небольшая мощность гумусового горизонта; незначительная выщелочность и степень дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу; повышенное содержание гумуса и поглощенных оснований; отсутствие на гранях структурных отдельностей гумусовых глянцевых пленок; щебнистость почвообразующих пород. Особенности черноземного почвообразования: глубокое и периодически сквозное промачивание; признаки мерзлотного оглеения; многогумустность и малая мощность гумусового горизонта; выщелочность от карбонатов и легкорастворимых солей; карманистые и языковатые переходы между горизонтами; литологическая неоднородность почвообразующих пород; микрокомплектность.

ЭПП- гумусонакопление,слабоэлювиальные и иллювиальные процессы,иллювиальность по карбонатам.

16. Нарушение и деградация почв Красноярского края

ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВ(Ы) — постепенное ухудшение свойств в почвы, вызванное изменением условий почвообразования в результате естественных причин или хозяйственной деятельности человека (неправильная агротехника, загрязнение и т.д.) и сопровождающееся уменьшением содержания гумуса, разрушением почвенной структуры и снижением плодородия. Как считал В.А. Ковда (1989), главной причиной низкой продук­тивности почв в нашей стране является их деградация. Деградация почв происходит вследствие их эрозии и дефляции, дегумификации, локального переувлажнения и затопления, засоления, опустынивания, загрязнения техногенными радионуклидами, тяжелыми металлами и токсичными элементами, нефтепродуктами, остатками пестицидов, отходами животноводства, заселения фитопатогенными микроорга­низмами, фитофагами и сорняками, обеднения биофильными макро-и микроэлементами [Керженцев, 2006]. Из 3,3 млрд га пахотнопри-годных и пахотных почв суши Земли около 2 млрд га в разной степе­ни деградировано. Выделяются следующие наиболее существенные типы деградации почв и земель с учетом их природы, реальной встречаемости и природно-хозяйственной значимости последствий.

1. Технологическая (эксплуатационная) деградация – это ухудшение свойств почв в результате избыточных технологических нагрузок при всех видах землепользования, разрушающих почвенный покров, ухудшающих его физическое состояние и агрономические характеристики почв, приводящих к потере природно-хозяйственной значимости земель. Данный тип деградации подразделяется на 3 вида. А. Нарушение земель, представляющее собой механическое разрушение почвенного покрова, обусловленное производственной деятельностью человека. К нарушенным относятся все земли со снятым или перекрытым гумусовым горизонтом и непригодные для использования без предварительного восстановления плодородия, т. е. земли, утратившие в связи с их нарушением первоначальную ценность Б. Физическая (земледельческая) деградация почв – это нарушение сложения почв, ухудшение комплекса их физических свойств, приводящие к ухудшению водно-воздушного и других режимов, физических условий существования почвенной биоты и растений в том числе. Физическая деградация обусловлена низкой культурой земледелия, нарушениями или просчетами в эксплуатации мелиоративных систем и др. Последствия физической деградации проявляются в виде снижения почвенного плодородия, вследствие избыточного облегчения или утяжеления гранулометрического состава, слитизации, неблагоприятного перераспре-деления поверхностных вод, локального вымокания и физической засухи. Физическая деградация в большинстве случаев является первопричиной усиления эрозионных процессов. физическая ДП выражается в ухудшении почвенной структуры и всего комплекса физических свойств (уменьшение пористости, водопроницаемости, воздухоёмкости и пр.). В. Химическая деградация (Агроистощение земель) представляет собой потерю почвенного плодородия в результате обеднения почв элементами минерального питания, неблагоприятных изменений почвенного поглощающего комплекса, реакции среды, обеднения минералогического состава, уменьшения содержания и ухудшения качества органического вещества, развития неблагоприятного комплекса почвенной биоты. Она обусловлена, нарушением системы земледелия при возделывании культур в сельскохозяйственном производстве и сопровождается физической деградацией почв .

Химическая Д может быть вызвана как с.-х. влиянием, так и промышленными производствами, транспортом, поселениями человека. 2.Эрозия представляет собой разрушение почвенного покрова под действием поверхностного стока и ветра с последующим перемещением и переотложением почвенного материала. А. Водная эрозия – разрушение почвенного покрова под действием поверхностных водных потоков, проявляется в плоскостной и линейной форме. Б. Под ветровой эрозией понимается захват и перенос частиц поверхностных слоев почв ветровыми потоками,

Территория Красноярского края отличается разнообразными условиями почвообразования: широкий спектр природных зон (биомов); горно-равнинный рельеф; континентальность, аридно-гумидный климат; дефицит тепла (сезонная и многолетняя мерзлота); многообразие генетических азных почвообразующих пород- отсюда возникает резкая территориальная неоднородность.

Таким образом:

1) Специфика почвообраз-я и пространственной дифференциации почв покрова на территории Красноярского края обусловлена особенностями биоклиматических и литолого- геоморфологических факторов

2) Определяющее влияние на генетико- географические закономерности почвообразования оказывают термический режим, условия увлажненности и биота

3) Биоклиматическая зональность почв в Красноярском Крае проявляется в пространственной организации почвенного покрова и изменчивости почв

приводящие к разрушению почвенного покрова. 3. Засоление. Деградация почв в результате засоления в широком смысле представляет собой процесс избыточного накопления водорастворимых солей, включая накопление в почвенном поглощающем комплексе ионов натрия и магния. Собственно засоление представляет собой избыточное накопление водорастворимых солей и возможное изменение реакции среды вследствие изменения их катионно-анионного состава. 4. Осолонцевание – это приобретение почвой специфических морфологических и других свойств, обусловленное вхождением ионов натрия и магния в почвенный поглощающий комплекс, что рассматривается как самостоятельный процесс неблагоприятных изменений почв засоленного ряда. 5. Гидрометаморфизм (слитизация и перувлажнение) – изменение всех фаз почвы, в первую очередь твердой, под действием избыточного увлажнения.6. Заболачивание. Под заболачиванием понимается изменение водного режима, выражающееся в увеличении периодов длительного переувлажнения, подтопления и затопления почв.

Формы деградации в Красноярском Крае

1) Размывание и разрушение земель дефляцией

2) Смыв и разрушение водной эрозией

3) Химическая деградация- обеднение гумуса, Эл питания, засоление, загрязнение

4) Физическая деградация- переуплотнение, просадки, заболачивание, изъятие плодородного слоя при горных работах

Процессам эрозии подвержено 1млн 250 тыс га с/х угодий, из них дефляции 664т/га.

Площадь болот с 1991 г выросла на 3 т/га

Загрязнение почв тяжелыми Ме, фтором площадь земель составл 13 т/га

Нарушено земель при выработках- 24 т/га. На 1 янв 2009г нарушены земли 17т/га имеют 246 обектов на территории 39 районов и 6 городов (всего 42 р-на в крае)

13. Профилеообразующие процессы и главные черты почв полярного пояса

-Сумма активных тесператур не превышает 600 град, сплошная многолетняя мерзлота.

-Криогенные явления: морозное растрескивание, солифлюкция, термокартс, морозное вветривание, пучение

Главные черты почвообразования- комплексность почв-ого покрова, связанная с характером криогенного рельефа; неустойчивое состояние почв-ого покрова из за мерзлотных процессов в условиях почти полного отсутствия стабилизирующего фактора устойчивости высших растений.(термокарст-пустоты, в которых образуется мелкозем). Морозное выветривание-выветривание почвенных минералов по принципу физического. Пучение-видоизменение рельефа,обр-ся криогенные бугры.); преобладают абиотические факторы обр-ия почв(экзогенные мерзлотные рельефообразующие процессы,ветровая и снежная коррозия,эоловая аккуму-ия солей с океана и карбонатов с обнаже-ых пород); разораванность почвеннго покрова; низкая интенсивность почв-ых процессов;высокое содержание каменистого материала;одинаковый набор элементарных почвообразующих процессов(оглеение, торфонакопление,засоление, оподзоливание, криотурбация, альфегумусовая миграция,акарбоначивание).

Ствол: постлитогенные-группа почв,в кот-ых почвообраз-ие протекает на сформир-ся мерин-ой породы.Отдел: альфегумусовые-иллювиальная аккумуляция алюмо-железо-гумусовых соед-ий.Тип-Подбуры.-профилеобразующие процессы-накопление органи-их остатков и грубово гумуса;илл.виально-альфегумусовые, гумусово-кислотные, выветривание минералов, оглинивание. Главные черты: гуматно-фульватный состав гумуса, ограно-минеральные пленки, кислая реакция, ненасыщенность, обменное накопление несиликатных органо-минеральных соединений.Отдел:метаморфические-глубокомерзлотные почвы с морфо-ки неоподзоленным профилем,состоящим из органно-генного горизонта и метаморфизованной минеральной толщи бурого цвета с морфологияческими признаками иллювирования органоминеральных соединений. Тип: грануземы- Профиоб-ие процессы- биогенно-аккумулятивные,очень слабее гумусонакопление, грубый гумус, опадно-подстилочный сухоторфянистый горизонт, гумусово-иллювиальный, гумусо-кислотное выщелачивание солей кальция и магния. Главные признаки-короткий профиль,ненасыщенность основаниями, потеки орг-их сое-ий, фульватный гумус, сильно кислая реакция. Отдел: криоземы-собственно мерзлотные гидроморфные почвы в профиле которых под органогенным горизонтом залегают гомогенная криотурбированная плывучая минеральная толща подстилаемая льдистой мерзлотой.Тип криоземы-процессы- аккумуляция органики,криотурбированность минер-ого слоя, слабое внутрипочв-ое выветривание. Главные признаки: влажно-торфяная подстилка, непрочная криогенно-слоеватая структура,рН кислая,высокое сод-ие гумуса, фульватный гумус, повышенное сод-ие кремнезема, невысокое сод-ие полуторооксидов.Ствол-синлитогенные-почвообраз-ие протекает одновременно с литогенезом.формируютсф в условиях низкой поймы.главная особенность-слоистость профиля,который растет вверх.Отдел-аллювиальные-строение профиля опред-ся характером и режимом отложения наносов.Тип-алювиальные слоистые. Процессы-слоистость и оглеение,грубогумусовые горизонты,.Анторопогенно-преобразованные почвы:Отдел Хемодеграземы-харак-ся загрязнением хим-ими вещ-вами,степень к-ого оцен-ся как чрезвычайно опасная по принятым эколо-им нормативам.Тип-хемоземы-диагностика основывается на состоянии растител-сти,опада, некоторых физико-химических св-в. Отдел-техноземы-формируется на отвалах горнорудной промышленности.Профиль состоит из техно-преобразованного горизонта,сменяющимся ест-ым генетическим горизонтом или ненаруш-но-почвообраз-ей породой.

17. Эволюция агрогенных свойств черноземов и серых лесных почв

Серые лесные почвы: ствол-постлитогенные,отдел-текстурно-дифференцированные. Тип-серые(агросерые),подтипы-типичные,со вторым гумусовым горизонтом,глееватые.Тип-темно-серые(агротемно-серые).Подтип-типичные,со сторым гумусовым горизонтом,глееватые.

Профилеобразующие процессы-подстилкообразование,гумусово-аккумулятивный,гумусово-элювиальный, иллювиальный, оглеение. Почвообра-ие процессы-дерновый,подзолистый. Серые лесные почвы-постепенно-убывающий характер гумуса,почвы средне-кислые,гидролитическая кислотность дифференцирована, емкость катионного обмена находится на срднем уровне,преобладает кальций,почвы не насыщенны основаниями. Эволюция агросерых почв- смена агроценоза лесной растительностью приводит к смене скорости и характера биологического круговорота органического кещества и минеральных веществ, ухудшается гидротермический режим, снижается интенсивностьбиологической активности, увеличивается численность аммонификаторов и снижается численность нитрификаторов, увеличивается доля микромицетов (признак лесных свой-в),затормаживаются процессы минерализации опада, формируется грубогумусовая подстилка, замедляется процесс биологической аккумуляции.

Чернозем:ствол-постлитогенный,отдел-аккумулятивно-гумусовый. Типы: чернозем глинисто-иллювиальный (агрочернозем глинисто-иллювиальный),чернозем(агрочернозем, чернозем текстурно-карбонатный(агрочернозем текстурно-карбонатный).Профилеобр-ие процессы-дернинообразования, гумусонакопление(гумусо-аккумуля-ый,гумусо-эллювиа-ый), иллюв-ый по карбонатам,глеевый(слабо). Почвообр-ый процесс- черноземный. Особенности черноземов-пониженная степень оподзоливания(для оподзоленных подтипов),ослабленность элювиально-иллювиального процесса(для оподзоленных подтипов), слабая макроструктурность и заметная микроструктурность,признаки оглеения в нижней части профиля,слаевато-плитчатая структура в нижних горизонтах ,укороченность гумусового горизонта,языковатый и карманистый характер переходного горизонта. Св-ва черноземов-профильное распределение гумуса постепенно убывает,возрастающее-убывающее распределение ГК,равномерно убывающее распределение ФК,убывающее резко возрастающее распределение ГМ,фульватно-гуматный тип гумуса, накопление карбонатов в гор.В обусловлено преобладанием всходящих токов капиллярно-пленочной влаги в теплое время из постоянно влажного оттаивающего нижележащего горизонта к гумусовому горизонту. Эволюция черноземов- основной фактор-агрогенное использование черноземов. В рез-те: растительный покров лесостепной зоны красноярского края где предшественниками агроценозовбыли травяные луга,теряет 5,6т С/га в год;ежегодные потери гумуса из пахотных почв-о,23т С/га в год.

В Красноярской лесостепи 15-летняя залежь не приводит к изменению содержания гумуса

Билет 25 Роль инноваций в современной экономике.

В настоящее время мир не стоит на месте, он постоянно развивается. Сегодня современный человек уже не может представить свою жизнь без телефона, компьютера, машины, бытовых приборов и т. п., т. е. без инноваций, которые для нас стали уже привычными. Большинство ученых считают, что инновации являются основной движущей силой экономического и социального развития. Инновационная деятельность привела мировое сообщество к новой, более высокой ступени развития. Существует множество точек зрения на определение термина «инновация». Одни считают, что инновации - это конечный результат инновационной деятельности, который представлен в виде нового продукта, другие - что это какой-либо новый технологический процесс, используемый в практической деятельности. Инновации оказывают огромное влияние на экономику. Даже невозможно охватить всю широту их применения. Но можно выделить наиболее основные пункты влияния. Во-первых, инновации воздействуют на качество продукции, т. е. появляются совершенно новые или усовершенствованные продукты, которые способны наиболее полно удовлетворить потребности человека. Отсюда вытекает еще один пункт влияния - на потребности человека. Во-вторых, они способствуют экономическому росту, т. е. создаются новые отрасли экономики, единый рынок (например, Интернет). Сегодня люди могут покупать товар, который им нужен, находясь в любой точке мира, через интернет-магазин. В-третьих, увеличивается доля компетентных специалистов. Предположим, на каком-либо заводе появляется новый станок. Для работы на нем необходимо повышение квалификации. Таким образом, повышается качество кадров. Следующим пунктом является влияние инноваций на уровень жизни людей. Они улучшают условия жизни человека, так, например, бытовая техника. Или Интернет, который способствует расширению кругозора, получению новой полезной информации, расширению круга общения. Также инновации способствуют снижению издержек производства. Изобретаются новые технологии, которые позволяют уменьшить объемы расходования электроэнергии, воды и т. д. Инновации способствуют увеличению прибыли. Создаются продукты более высокого качества, увеличивается количество выпущенной продукции за тоже количество времени. Инновации влияют на конкурентоспособность отдельного человека или организации.

На современном этапе развития российской экономики требуются огромные инновации, охватывающие все отрасли и носящие регулярный характер. Например, это могут быть следующие нововведения: инновационные решения в области создания и использования электронных ресурсов (интернет-порталы, электронные библиотеки и др.); обеспечение защиты информации и информационной безопасности, регламентация прав и обязанностей пользователями Интернета; анализ и принятие решений в области развития единой информационной среды; использование информационных технологий в управлении качеством в условиях перехода к экономике знаний. В структуре рынка информационных технологий происходят положительные изменения. Сектор производства программного обеспечения и услуг растет быстрее, чем сектор продаж аппаратных средств. Спрос растет со стороны не только крупных, но и средних российских компаний. Важным показателем является также показатель роста количества пользователей Интернета. Он наглядно демонстрирует степень грамотности и активности населения в сфере информационных технологий и определяет динамику социально-экономического

23. Ключевые понятия инновационного процесса

Инновация- это конечный результат инновационной деят-ти, получивший реализацию в виде нового или усовершенствованного продукта, реализуемого на рынке, нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого в практической деят-ти

Инновационная деят-ть- вид деят-ти, связанной с трансформацией идей (обычно результатов научных исследований и разработок) в технологически новые или усовершенствованные технологические процессы или способы производства услуг, использованные в практической деят-ти

Инновационная программа- комплекс инновационных проектов и мероприятий, согласованный по ресурсам, исполнителям и срокам их осуществления и обеспечивающий эффективное решение задач по освоению и распространению новых видов продукции (технологий)

Инновационный проект- документация, содержащая: задание организации- исполнителю на выполнение работ, протокол согласования стоимости работ, календарный план исполнения работ, научно-техническое задание с проектной документацией на разработку изделия или технологии, содержащей инновационное решение поставл. Задачи

Краевая инновационная политика- деятельность органов государственной власти Красноярского края по определению приоритетов инновац стратегии, регулированию инновац деят-ти, поддержке инноваций, развитию инновационного бизнеса

Краевой реестр инноваций- банк данных высокоэффективных проектов, прошедших экспертизу в установленном порядке

Субъекты инновац деят-ти- Юридические или физические лица, осуществл инновац. деят-ть

Инновац-я инфраструктура- совокупность организациий, предоставляющих услуги по созданию, освоению в производстве и практическому применению новой или усовершенствованной продукции

Инновац. гранты- денежные средства, выделяемые из бюджета РФ или региона физическим или юридическим лицам на проведение конкретных научных исследований по инновационной тематике в установленном порядке

Классификация инноваций:

1)По технологическим параметрам

-продуктивные (новые продукты)

-процессные (новые технологии)

2) По источнику появления:

-вызванные развитием науки и техники

-вызванные потребностями производства

-вызванные потребностями рынка

3) По глубине вносимых изменений

-радикальные

-улучшающие

-модификационные

Инновационный процесс- инновац-я деят-ть какого либо предприятия. Это последовательная цепь событий в ходе которой новшество «вызревает» от идеи до конкретного продукта, технологии или услуги

Структура инновац. процесса:

1)Инициация2) маркетинг 3) Продвижение

4) Оценка экономической эффективности

5) Диффузия

Инициация- деять-ть, состоящая в выборе цели инновации, постановке задачи, поиске идеи (идея в товар, новый продукт, новую технологию)

Маркетинг –изучение спроса на новый продукт

Продвижение инновации- комплекс мер, направленных на реализацию инновации (реклама)

Диффузия- распространение однажды освоенной продукции в новых регионах, на новых рынках

прогресса страны. Количество российских интернет-пользователей год за годом увеличивается. В перспективе в России не должно остаться ни одного населенного пункта, в котором нет телефона, в котором нет выхода в сеть Интернет, доступа к информационным ресурсам. Российский экспорт информационных технологий увеличивается. Конечно, он не так высок, но Россия имеет все шансы, чтобы его увеличить. Для этого нужно: 1) обеспечить доступ российских компаний - производителей программного обеспечения на перспективные мировые рынки; 2) создавать новые рабочие места в специализированных центрах .

24 Подготовка инновационного проекта. Жизнеспособность, критерии и инновационная стратегия.

Инновацио́нный прое́кт — проект, содержащий технико-экономическое, правовое и организационное обоснование конечной инновационной деятельности. Итогом разработки инновационного проекта служит документ, включающий в себя подробное описание инновационного продукта, обоснование его жизнеспособности, необходимость, возможность и формы привлечения инвестиций, сведения о сроках исполнения, исполнителях и учитывающий организационно-правовые моменты его продвижения.

Реализация инновационного проекта — процесс по созданию и выведению на рынок инновационного продукта.

Цель инновационного проекта — создание новых или изменение существующих систем — технической, технологической, информационной, социальной, экономической, организационной и достижение в результате снижения затрат ресурсов (производственных, финансовых, человеческих) коренного улучшения качества продукции, услуги и высокого коммерческого эффекта.

Инновационная идея- реально существующая возможность произ-ва ограниченного продукта, услуги или их улучшенных вариантов, а также новых научных положений.

Источники инновац. идей:

1) конкретные знания (О рынке и его потребителях, о появлении новых технологий)

2) Потребители ( с точки зрения изучения потребительского спроса)

3) ученые (если они занимаются изобретением или поиском новых материальных средств)

4) Конкуренты ( в стратегии и деятельности связанной с изучением потребительского спроса)

5) Торговые агенты, лидеры и прочие посредники

6) Непосредственные работники предприятия

Факторы способствующие поиску новых идей.

1) Неожиданные события (успех, неудача)

2) Нововведения, основанные на потребности процесса

3) Демографические изменения

4) Изменения в восприятии, установках

5) Появление новых знаний

6) Внезапное изменение в структуре отрасли или теории вопроса.

Выбор приоритетных направлений исследовании в РФ являются:

-Информационные технологии и электроника

-производственные технологии

- новые материалы и химические продукты

-Технологии живых систем (биотехнологии)

-транспорт, топливо, энергетика

-Экология и прирордопользование.

Жизнеспособность:

-уникальность проекта, наличие конкурентов и похожих проектов;

-наличие научных разработок и исследований по данному проекту;

-наличие очевидной пользы (выгоды) для потребителя, заложенной в инновационном продукте;

-наличие потребности в продукте, портрет потребителя, объем рынка;

-соотношение затрат на реализацию проекта и коммерческого эффекта;

-наличие исходного капитала или возможности приобретения займа/кредита;

-масштабность проекта, сроки исполнения и окупаемости, необходимость дополнительных вложений;

-маркетинговая стратегия, варианты позиционирования продукта;

-уровень профессионализма и личной заинтересованности исполнителей проекта;

-юридическая защищенность проекта - соответствие законодательству, необходимость получения сертификатов, лицензий, наличие патентов, авторских прав, возможность получения поддержки со стороны государства (субсидий, льгот);

Инновационная стратегия.

Инновационная стратегия получила признание в качестве одного из радикальных средств достижения целей организации в условиях высокого уровня неопределенности ожидаемых результатов, инвестиционных рисков проектов. Инновационные стратегии подразделяют на несколько специальных: продуктовые ,функциональные, ресурсные и организационно-управленческие. Базовые или эталонные стратегии развития являются универсальными. В их состав входят стратегии интенсивного, интеграционного и диверсификационного развития. При интенсивном развитии происходит ускоренное наращивание потенциала организации за счет лучшего использования внутренних и внешних возможностей. Интеграционное развитие связано с организационно-управленческими инновациями и направлено на структурные преобразования. Диверсификационное развитие имеет целью создание новых продуктов и технологий в дополнение к существующим.

Критерии инновационного проекта

-Новизна и приоритетность

-Технико-технологическая осуществимость

-выбранная сфера деятельности

-Рыночная привлекательность

-Наличие необходимого капитала и имеющиеся источники финансирования

-Процент личного участия

-Масштаб проекта

-Предполагаемые конкуренты

_Степень риска

-Защищенность патентами и авторскими свидетельствами

-наличие поддержки

Приоритетные направления в почвовед-ии: (инвентаризации я почв и почв рес-сов, классификация почв, орг в-во почвы, почвенная биота, почвенная матрица, почв процессы, плодородие почв)

Приоритетные направления в агрохимии: ( системы удобрений в интенсивном и точном земледелии, механизм взаимодействия удобр с почв матрицей, агрохимические параметры плодородия почв, удобрения и оценка качеств продукции, новые удобр на основе отходов пром-ти и с/х, новые технологи и создания новых видов удобр.)

Приоритетные направления в экологии:

- Изменение природной среды и климата, природные катастрофы

-Научные основы сохранения биоразнообразия

-Моделирование неоднородности распределения ресурсов, продукционных процессов в экоситемах, модели возобновления

-Техногенные воздействия и их последствия

-Круговорот в-ва и энергии

26. Главные свойства и функции инновации

Инновация как экономическая категория отражает наиболее общие свойства, признаки, связи и отношения производства и реализации нововведений. Сущность инновации проявляется в ее функциях.

Главной функцией инновации является функция изменения.

Австрийский ученый И. Шумпетер сформулировал пять типов инновационных изменений в производственной сфере [39]:

1) использование новой техники, новых технологических процессов или нового рыночного обеспечения производства (сфера реализации продукции);

2) внедрение продукции с новыми свойствами;

3) использование нового сырья;

4) изменения в организации и материально-техническом обеспечении производства;

5) появление новых рынков сбыта

Функции инноваций

1)Воспроизводственная- прибыль от инноваций используется в дальнейшем как источник финансовых рес-сов

2) Инвестиционная- полученная прибыль от инноваций направляется на финансирование новых видов инноваций

3) Стимулирующая- прибыль служит стимулом для внедрения новых инноваций, побуждает постоянно изучать спрос и применять совр методы управления финансами

Свойства инноваций:

Непременными свойствами инновации являются:

1) научно-техническая новизна;

2) производственная применимость.

3) Коммерческая реализуемость по отношению к инновации выступает как потенциальное свойство, для достижения которого необходимы определенные усилия. Из вышеизложенного следует, что инновацию как результат нужно рассматривать неразрывно с инновационным процессом. Инновации присущи в равной мере все три свойства: научно-техническая новизна, производственная применимость, коммерческая реализуемость.

27. История и методология геоинформационных систем. Основные понятия в ГИС

Мировой опыт использования геоинформационных систем имеет 40-летнюю историю. Первым примером эффективного использования ГИС для ведения практического учета земель принято считать земельную информационную систему штата Миннесота, созданную в середине 60-х годов прошлого века. Система была растровой, с большим размером растра (0,16 км^{2 –} разрешение 16 га), но убедительно показала свою эффективность при решении практических вопросов учета и анализа земель штата.

В то же время были начаты активные работы по формированию национальных компьютерных баз данных и геоинформационных систем земельного кадастра в Австрии, Англии, Швеции, Национальном институте географии во Франции и Национальном картографическом агентстве Германии.

В настоящее время все экономически развитые страны и большинство развивающихся стран, ориентированных на эффективное сельскохозяйственное производство, имеют хорошо развитые геоинформационные системы земельных ресурсов, выполненные в мелком и даже среднем масштабе. Как правило, они решают не только землеоценочные вопросы, но и задачи комплексной агроэкологической оценки земель.

В конце 70-х годов стали активно развиваться крупные международные геоинформационные проекты в области почвоведения, экологии и земельных ресурсов. Среди них особое место занимают «Мировая база данных для наук об окружающей среде» (WDDES), «Глобальная информационно-ресурсная база данных GRID» и пространственно-координированная информация по окружающей среде стран ЕС» (CORINE).

В России в 1994 году был создан Почвенно-экологический атлас России, включивший в себя 16 карт разного масштаба и содержания: карты районирований (почвенно-географического, природно-сельскохозяйственного, лесорастительного и др., карты биопродуктивности (биомасса, мортмасса, продукция), растительности, почв. агроклимата и пр.. Оцифрованы Ландшафтная и Почвенная карты страны в масштабе 1:2 500 000 (Рожков).

Специализированные федеральные ГИС, непосредственно связанные с анализом агроэкологического состояния земельных ресурсов России, развиваются в Министерстве природных ресурсов и Министерстве сельского хозяйства страны.

С использованием автоматизированных систем на основе ГИС проводится государственный земельный кадастр (ГЗК) России.

ГИС- программно- машинный комплекс по приему, обработке, передачи, хранению любой территориально распределенной информации

Возможности ГИС. Они отображают пространственные данные , данные в них хрантся в виде набора тематических слоев, на основе их географического положения

Область применения ГИС. Любая сфера трудовой деятельности, все направления деятельности органов управления и администрации, полиция, бизнес, экология, здравоохранение, земельные рес-сы итд.

Слой в ГИС- это совокупность однотипных пространственных объектов, относящихся к 1 классу.

Система координат- способ определять наложение точки или тела с помощью чисел или других символов

Картографическая проекция-математический способ построения на плоскости картографической сетки, на основе которой на карте изображают поверхность Земного шара

Представление пространственных данных от ГИС- это точечные объекты, линии или полилинии, полигоны, текст

Растровые модели информации- это цифровое представление пространственных объектов в виде совокупности ячеек растра пикселов. Растровые копии получаются методом сканирования. Форматы растровых данных tif,jpg,bmp,pzx, geotif.

Векторные модели геоинформации- это цифровое представление точечных, линейных и полигональных пространственных объектов в виде набора координатных пар, с описанием геометрии объекта

Данные ГИС- Информация, представленная в виде пригодными для обработки, автоматическими средствами, при возможном участии человека

База данных (БД)- совокупность данных, организоавнных по определенным правилам, устанавливающих общие принципы, описание, хранение или манипулирование данными

Банк данных (БНД)- Это информационная система централизованного и коллективного использования данных, содержит СУБД (система управления базами данных) и комплекс прикладных программ

СУБД-система управления базами данных- это комплекс программ и языков средств, предназначенных для создания и ведения баз данных

База знаний (БЗ)- совокупность знаний о некоторой предметной области, на основе которой можно производить рассуждение

Цифрование (оцифровка)-процесс аналога цифрового преобразования данных, т.е перевод аналоговых данных в цифровую форму, доступную для цифрования в машинной среде.

Автоматизированное картографирование- применение технических и аппаратных средств в т.ч автоматических картографических систем, ком. Технологий, исключает трудоемкие ручные процессы, повышает качество труда.

32. Основные признаки деградации ландшафтов

Ландшафты и ПТК- отдельные обособленные участки суши, отличающиеся друг от друга характером рельефа и растительности, генезисом почв и своеобразием гидросети

Деградация ландшафтов отличается следующими признаками:

1) упрощение пространственной структуры и видового разнообразия урочищ

2) Разрушение биогеохимических барьеров (прежде всего в почвах) и, как следствие, нарушение циклов миграции веществ в экосистемах

3) высвобождение и накопление токсичных веществ

4) разрушение функциональных связей в ландшафте

5) Появление новых антропогенных форм ландшафта, снижающих его эстетическую ценность

Формируемые ландшафты могут быть управляемыми, слабоуправляемыми или неуправляемыми.

Слабо и неуправляемые- отвалы пород, свалки, карьеры

Управляемые ландшафты- с/х угодья, лесополосы.

По степени нарушенности ландшафтов и ПТК в условиях антропогенеза можно выделить пространственные ареалы:

1)Экологически благополучные территории на которых можно выращивать экологически безопасную продукцию и сырье

2)Экологического риска. В них наблюдается достоверное изменение свойств компонентов агроландшафтов, приводящее к неблагоприятным для человека и для природы

3) Ареалы экологического кризиса. В них наблюдается угроза для здоровья ч-ка и ведение с/х произ-ва

4) Ареалы экологического бедствия. В них отмечаются негативные явления уже заметно сказывающихся на здоровье людей и приводящее к нарушению возделывания с/х культур

5) Ареалы экологич. катастрофы. На данных территориях невозможно проживание людей и ведение с/х на известном отрезке времени при рекультивации.

Основными критериями деградации почв агроландшафтов с точки зрения земледелия явл-ся снижение их продуктивности. Критически можно принять уровень уменьшения урожайности возделывания культур более чем на 50%

0. 28. Уровни информационного обеспечения адаптивно- ландшафтного земледелия

1. Федеральный уровень. Информация федерального уровня, прежде всего, должна отражать земельную, экологическую, экономическую, технологическую политику государства в агропромышленном комплексе страны. С помощью информационных технологий должен быть обеспечен открытый доступ сельскохозяйственных землепользователей и проектировщиков к регулярно обновляемым информационно-методическим сайтам. На них должны быть размещены базовые методические и нормативные материалы по вопросам агроэкологической оценки, типизации, районирования и мониторинга земель.

В частности научно-исследовательскими учреждениями и ведущими сельскохозяйственными ВУЗами страны в 1999 году по заказу Минсельхоза России были разработаны Федеральный регистр агротехнологий и Федеральный регистр сельскохозяйственных машин. Актуальна задача создания Федерального банка районированных сортов сельскохозяйственных растений – как отечественной, так и лучшей зарубежной селекции.

Во многих научно-исследовательских институтах развивается направление по созданию автоматизированных систем проектирования адаптивно-ландшафтного земледелия. Разработка единых правил создания таких систем также задача федерального уровня. На федеральном уровне решаются задачи:

• введение общепринятой системы федеральной классификации агроландшафтов и их базовых элементов (почв, структуры почвенного покрова, элементов рельефа и т.д.;

• разработка правил, критериев и основных диагностических параметров агроэкологической оценки и типизации земель;

• формирование единой системы метролого-аналитического и информационно-методического обеспечения процедуры проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия;

• определения перечня используемых платформ совместимого между собой базового и специализированного программного обеспечения.

Базовой программной основой («оболочкой») для формирования специализированного геоинформационного обеспечения пространственных данных служат базовые ГИС-приложения. О них мы более подробно поговорим чуть позже.

Удобным средством формирования специализированных баз данных и информационно-справочных систем (ИСС) для автоматизированного проектирования и оперативной корректировки адаптивно-ландшафтных систем земледелия является технологическая платформа Delphi – визуальная среда программирования в Windows на языке Object Pascal. Delphi широко распространена в России, обеспечивает дружественный интерфейс и удобную систему справок.

В последнее время широко развивается перспективная технологическая платформа 1С. В ее рамках уже создаются специальные технологические решения по оптимизации отдельных базовых элементов адаптивно-ландшафтных систем земледелия.

Региональный уровень. Информационное обеспечение регионального уровня ориентировано на создание региональных моделей адаптивно-ландшафтного земледелия на уровне края, области, района.

Должны быть созданы РАИССОЗ – региональные аналитические информационно-справочные системы по оптимизации земледелия.

Здесь должны быть сосредоточены:

данные многолетних многофакторных полевых опытов с объективными сведениями о потенциальной продуктивности сельскохозяйственных культур и сортов, их реальной урожайности при различных типах погодных условий, различных уровнях интенсификации;

29. Использование ГИС в АПК для агроэкологической оценки земель

В свободном доступе на рынке программ имеется большая группа универсальных и специализированных базовых ГИС-приложений, широко используемых для решения различных инвентаризационных и проектных задач землепользования: ArcInfo, MapInfo, IDRISI, LandIS, LORIS и др. Они существенно различаются по основной сфере и регионам применения, набору эффективно выполняемых функций и частных приложений, уровню цен и требований к компьютерному обеспечению и квалификации пользователя. Наибольшим спросом пользуются сравнительно недорогие ГИС, обеспечивающие работу в обеих системах координат и удобную конвертацию данных между ними.

Оптимальным вариантом базовой оболочки ГИС для решения разномасштабных землеоценочных, проектных и текущих оптимизационных задач в области адаптивно-ландшафтного земледелия является программа MapInfo. Она характеризуется наилучшим соотношением стоимости базового ГИС-обеспечения, уровня требований, предъявляемых им и к нему, с учетом доступного качества исходных и требуемого качества выходных картографических материалов, реального кадрового и финансового обеспечения работ в современных условиях России. MapInfo хорошо совместима с другими ГИС-приложениями и обеспечивает нормальные условия работы в растровой и векторной системах координат. Она удачно русифицирована и относится к недорогим базовым ГИС-приложениям (базовые версии в пределах 60-70 тыс. руб.). Имеет достаточно широкую сеть дилеров и технического сопровождения в России, специализированные приложения для решения основных геоинформационных задач, удобные версии для лицензированного распространения производных продуктов.

На Западе давно признано, что человечество вступило в информационный этап своего развития. И этот этап, по оценкам специалистов, оказывает огромное влияние на изменение современного человеческого бытия и человеческого развития.

Все охарактеризованные выше тенденции, перспективы, направления и пути развития приведут в конечном итоге к тому, что ГИС в XXI веке будут представлять собой систему знаний, опирающуюся на пространственную идеологию и использующую самые современные технологии по переработке огромного объема любой пространственной и иной информации и широко распространенную среди мирового информационного общества. 

ГИС - это новое формируемое мировоззрение и новое мышление, построенное на пространственной идеологии.

Ландшафтно-экологический анализ территории

Этот анализ включает в себя описание и оценку следующего:

• 1. Геоморфологические условия

• 2. Литологические условия

• 3. Гидрогеологические условия

• 4. Агроклиматические условия

• 5. Геохимические условия

• 6. Структура почвенного покрова

В первую очередь необходимо представление о природных условиях региона исследований, поэтому используются материалы литолого-геоморфологического, почвенно-климатического и природно-сельскохозяйственного районирования.

Информационную основу для территории конкретного землепользования составляют:

• картографические материалы: крупномасштабная топографическая карта-основа с изолиниями рельефа (М1:10 000 или 1:25 000), почвенная карта хозяйства последнего тура обследования и пояснительная записка к ней, геоботаническая карта, тематические крупномасштабные карты (засоления, эрозионных процессов), план землеустройства бывшего или существующего хозяйства.

региональные базы нормативных данных по применяемым в регионе схемам севооборотов, системам обработки почв, удобрений, защиты растений.

Для формирования региональных систем геоинформационного обеспечения необходимы:

подбор и оцифровка базового картографического материала – среднемасштабных карт от 1: 200 000 до 1:100 000 (это карты административных районов топографические и почвенные);

карт типов мезорельефа и видов микрорельефа с количественным ранжированием их показателей по влиянию на агроэкологическое качество земель и указанием ареалов проблемных геоморфологических ситуаций (оползни, мочары и т.д.);

карт агроклимата с районированием территории по среднемноголетнему количеству осадков, сумме активных температур, агроклиматическим рискам растениеводства и степени неоднородности микроклимата;

формирование архивов статистической отчетности, агрохимических карт и картосхем;

формирование баз данных по агротребованиям районированных сельскохозяйственных культур и сортов, агроклиматического справочника;

размещение алгоритмов оптимизационных решений для условий конкретных хозяйств;

решение технологических вопросов автоматизированного обновления табличной и картографической информации, обмена с сопряженными ИСС разного уровня.

Локальный уровень информационного обеспечения. Цель: локальных информационно-справочных систем оптимизации земледелия (ЛИССОЗ) – использование в условиях конкретного хозяйства для решения управляющих задач двух типов:

определение специализации хозяйства на основе агроэкологической характеристики земель и материально-технических возможностей хозяйства;

оптимизация агротехнологий: приемов и способов обработки почв, доз и сроков внесения удобрений и средств защиты растений и т.д.

Содержание нормативно-справочных баз данных (БД):

1 -метрическая характеристика полей и рабочих участков -, площадь поля, длина гона, удаление от склада ГСМ, удаление от места первичной переработки или хранения выращенной продукции («склада урожая»), удаление от склада удобрений;

2 - агротребования культур – название культуры, период вегетации и фазы развития, коэффициенты водопотребления, сумма частей в отношении основной продукции к побочной, дифференцированные нормативы выноса и окупаемости NPK, коэффициенты снижения урожайности в присутствии лимитирующих факторов – эродированности, засоления, локального переувлажнения и т.д.;

3 - почвенные параметры – кислотность обменная и гидролитическая; содержание гумуса и мощность гумусового горизонта, содержание доступных форм NPK, сумма поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями, бонитировочная оценка пашни;

4 - среднемноголетние агроклиматические параметры хозяйства;

5 - типовые технологии выращивания сельскохозяйственных культур;

6 - нормативы для расчета затрат на выращивание сельскохозяйственных культур;

7 - нормативы экономического эффекта и экологического ущерба от нарушения агротехнологий.

Картографическое геоинформационное обеспечение ЛИССОЗ включает в себя электронные (оцифрованные) карты (тематические слои) рельефа, почв, микроклимата, землеустройства, гидрографической сети, производственной инфраструктуры, населенных пунктов.

• статистические материалы о фактическом использовании земель, урожайности сельскохозяйственных культур, материально-технической базе хозяйства, применении мелиорантов, удобрений и пестицидов.

• данные Гидрометеослужбы за последние 10-20 лет.

Современное состояние обследуемой территории (залесенность, залежность, особенности почвенного покрова в пашне) оценивается по космоснимкам весеннего периода. При отсутствии таковых оценка осуществляется по результатам полевого обследования

30. Программные средства ГИС- технологий

Составляющие геоинформационных систем: •аппаратныесредства, • программное обеспечение.

Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации.

В качестве ГИС-инструментария широко используются западные ArcInfo, MapInfo, Integraph, AutoCAD) и отечественные пакеты (Панорама, GeoDraw/GeoGraph, ObjectLand).

Специально для автоматизированного ведения государственного кадастрового учета и земельных участков как объекта права и налогообложения в настоящее время разработаны программы Геополис, GeoMedia, SiCAD/SD.

Применение ГИС в землеустройстве дает возможность использовать для ввода и обновления баз данных высокотехнологичные электронные средства геодезии и глобальные системы позиционирования GPS (США) или ГЛОНАСС (Россия). Эти системы, особенно GPS, уже сейчас широко используются в морской навигации, воздухоплавании, геодезии, военном деле и других отраслях человеческой деятельности. В связи с развитием мобильных компьютеров, ГИС все в большей мере перемещаются из офиса прямо на место выполнения полевых работ. Беспроводные мобильные устройства с поддержкой системы глобального позиционирования (GPS Garmin) широко используются для доступа к наборам данных полевых измерений и другой ГИС-информации. Мобильные ГИС как один из важных рабочих инструментов используется пожарными службами, туристическими фирмами для прокладки маршрутов, инженерно-техническими бригадами, геодезистами, землемерами, коммунальными службами, военными и другими. Примеры успешного совместного использования этих систем войсками НАТО при проведении боевых действий в военных конфликтах в Ираке и Югославии являются подтверждением того, что время широкого распространения этого направления в других областях практической деятельности не за горами.

ГИС предоставляет новые удивительные

инструменты, расширяющие научные горизонты. Возможность визуализации карт может быть легко дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями (рис.2), графиками, таблицами, диаграммами, фотографиями и другими средствами, которые позволяют проводить научные наблюдения и их анализ.

Важно отметить, что ныне ГИС объединены с другой мощной системой получения и представления географической информации - данными дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса. Космическая информация в сегодняшнем мире становится все более разнообразной и точной. Возможность ее получения и обновления - все более легкой и доступной. Десятки орбитальных систем передают высокоточные космические снимки любой территории нашей планеты. За рубежом и в России сформированы архивы и банки данных цифровых снимков очень высокого разрешения на огромную территорию земного шара.

Их относительная доступность для потребителя (оперативный поиск, заказ и получение по системе Интернет), проведение съемок любой территории по желанию потребителя, возможность последующей обработки и анализа космоснимков с помощью различных программных средств, интегрированность с ГИС-пакетами и ГИС-системами, превращают тандем ГИС-ДЗЗ в новое мощное средство географического анализа. Это первое и наиболее реальное направление современного развития ГИС. Для космических и аэрофотоснимков важно то, что ГИС могут выявлять участки поверхности с заданным набором свойств, отраженных на снимках в разных участках спектра. Но на самом деле эта технология может с успехом применяться и в других областях. Например, в реставрации: снимки картины в разных областях спектра (в том числе и в невидимых).

Вместе с тем в современной технологии земельные геоинформационные системы используются главным образом только для ведения кадастровой карты и, как правило, не используются для решения практических задач агроэкологической оценки, районирования и мониторинга земель.

31. ГИС в почвенной картографии

Внедрение современных средств информатики в почвенную науку началось одновременно с появления банков данных и баз данных (Почвенные ресурсы, 2010). В 60-70 гг. XX в. широко развивались атрибутивные банки данных и информационно-поисковые системы в почвенно-агрохимических приложениях во всем мире (Рожков, 1983). Прообразом будущих банков данных были архивы данных на перфокартах с краевой информацией. В 1974 г. была организована Международная рабочая группа (МРГ) по почвенным ИС. От нашей страны в нее вошел В.М. Фридланд, внесший большой вклад в становление и внедрение современных информационных технологий в почвоведение. Цель МРГ – способствовать широкому использованию имеющихся уже тогда достижений информатики.

Напомню, что информатика – это наука о «душе» компьютера и теоретическая основа современных информационных технологий.

Развитие информатики в почвоведении связано с Почвенным институтом им. В.В Докучаева. Этому способствовали:

• активизация работ по мониторингу почвенного покрова в мире;

• необходимость обобщения накопленных данных;

• совершенствование классификации почв.

Поэтому требовалась обширная информация исходных данных почвенной характеристики. Большие выборки данных нужны были для использования методов многомерной статистики и кластер-анализа. В мире уже появился определенный опыт их применения (Фридланд, Рожков, 1975).

Деятельность МРГ стимулировала развитие почвенных информационных систем в нашей стране. В 1976 г. уже функционировала АИПС ПОДЗОЛ, созданная для обработки данных пяти выпусков по подзолистым почвам под ред. Н.А. Ногиной. Это была еще небольшая система. Позднее началась разработка структуры данных и унифицированной системы классификации и кодирования для АИПС ПОЧВА. Она предназначалась для создания общего для страны банка почвенных данных. В этот же период создавались банки данных по почвам отдельных регионов нашей страны. В 1980 г. была завершена разработка полной системы классификации и кодирования почвенных данных (Автоматизированная система …, 1980). Позже была создана информационная система МЕРОН, в которую входят описания структуры классификации и отдельных типов почв (Рожков, Столбовой, 1988). Широкого распространения она в то время не получила в виду отсутствия доступных программ и отсутствия школы инженеров знаний.

В 90-е годы в Почвенном институте функционировало уже несколько информационных систем, отражающих такие разделы науки, как генезис, плодородие, мелиорация, охрана почв от деградации, методы анализа данных и моделирование. Они рассматривались в качестве тематических уровней и структурно-функциональных подсистем будущей ИС ПОЧВА

Интенсивные разработки ГИС и их внедрение в Почвенном институте начались с 1990 г. На основе поддержки РФФИ сформирован первый банк разнообразных карт и атрибутивных баз данных к ним. В это же время был создан почвенно-экологический атлас (Рожков и др., 1995), который представляет собой ГИС с функциями визуализации таблиц показателей, подсчета площадей, генерации новых карт по данным из БД.

После приобретения Институтом программного обеспечения (1995 г.), являющегося мировым стандартом (ARC/INFO, американская навигационная карта Digital Chart of Worid-DCW в масштабе 1:2500000 со слоями рельефа. Гидрографии инфраструктуры) выполнена оцифровка Почвенной и Ландшафтной карт России в масштабе 1:2500000. Это дало серьезную основу ГИС федерального уровня. Атрибутивные базы к ним данных непрерывно пополняется. Кроме зональных и сопутствующих почв, имеется слой структур почвенного покрова, механического состава, генетических горизонтов, некоторых аналитических показателей, рельефа, границ субъектов Федерации и административных районов, инфраструктуры и некоторых демографических данных. В настоящее время база картографических данных включает в себя разнообразные карты. Они выполнены в равнопромежуточной проекции Каврайского и хранятся в географических координатах в формате ARC/INFO. Картографическая база зарегистрирована в международной сети GRID ЮНЕП. Многие из карт можно найти на сайте agro.geonet.ru.

Параллельно с исследованиями в Почвенном институте проводились работы по созданию и оцифровке карт, использованию информационных картографических и статистических данных для выполнения различных проектов, разработке экспертных целевых алгоритмов для оценки почвенных ресурсов в Институте экологического почвоведения МГУ (И.О. Алябина) и Институте охраны природы и заповедного дела (В.В. Артюхов).

В настоящее время в состав ГИС в формате Mapinfo входят разномасштабные карты и картосхемы в географических координатах на территории. Всей страны. Некоторые из них приведены в табл. 1.

В последние годы наблюдается активное внедрение ГИС в сельскохозяйственные отрасли страны. Главный вычислительный центр Минсельхоза России ведет работы с 2006 г. по созданию Системы дистанционного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Она включает федеральную и региональные ГИС, построенные по иерархическому принципу – от федерального уровня до уровня сельхозпредприятий и отдельных полей.

Таблица 1 - Цифровые картографические материалы на территорию России (различных масштабов), по материалам Почвенные ресурсы России (2010)

42. Влияние сельскохозяйственного освоения и последующего использования на морфологический облик почв.

Освоение отражается на морфологическом облике почвенного профиля. При раскорчевке леса учничтожается подстилочно- торфяный горизонт, перемешимваются горизонты О, Аd, А1, А1А2 уже в период раскорчевки леса. Почвообразование в местах вывалов деревьев начинается практически на иллювиальной толще. Дальнейшая механизированная обработка почвы при возделывании с/х культур приводит к формированию гомогенного пахотного и подпахотного горизонтов, выравнивает строение верхней почвенной толщи, сглаживает дифференциацию почвенного профиля по валовому и гранулометрическому составам. Но, несмотря на существенную трансформацию верхних горизонтов естественных лесных почв, освоенные почвы из под леса сохраняют морфологические и химические признаки профиля, дифференцированного по элювиально- иллювиальному типу. В черноземах сглаживаются переходы между горизонтами А и В.

Дополнение к вопросу(или к 43 х.з)

Вследствие перемешивания горизонтов и последующей механической обработки почвенного покрова изменяются физические свойства: плотность сложения, макроагрегированность почв. Так, освоение темно- серых лесных почв на коричнево- бурых глинах привело к увеличению объемной массы с 1,09-1,14 до 1,29-,30г/см³.

Количество наиболее ценных макроагрегатов > 0,05 мм снизилось при этом в аккумулятивной части профиля с 78-52 до 50-34%. При этом глыбистость почв возросла. Так, количество агрегатов > 10 мм в слое 0-20 см увеличилось с 22 до 44 %.

Уничтожение леса изменяет режим образования и мощность снежного покрова, что проявляется на интенсивности и глубине промерзания почв. Так, мощность снежного покрова на открытых пространствах в лесостепи Средней Сибири составила 0,28-0,55 см, что в 1,5-2 раза меньше, чем под лесом. Такое распределение снега способствует более глубокому промерзанию почв агроценозов.

Вовлечение почвы в с/х пользование изменяет некоторые статьи и поступления и расхода влаги.

Расход влаги на эвакотранспирацию в лесных биогеоценозах в большинстве случаев в 1,2-1,5 раза выше, чем в агроценозах и охватывает все слои почвенного профиля. В почвах агроценозов расходование влаги в вегетационный период происходит в основном из метровой толщи, в глубжележащих слоях запасы влаги практически стабильны. Тип водного режима в освоенных почвах остается периодически промывным. В течении всего вегетационного периода в агроценозах умеренной зоны в почвах всегда имеется продуктивная влага.

43.Изменение физико-химических и биологических свойств почв при вовлечении их в сельскохозяйственное производство

С/х использование почв изменяет содержание и перераспределение гумуса в профиле почв. Отмечено уменьшение гумуса в верхних и увеличение в нижних горизонтах почвенного профиля, то есть вовлеченные в с/х оборот почвы имеют растянутый гумусовый профиль по сравнению с естественными аналогами.

Таким образом, содержание, запасы и качественный состав гумуса относятся к числу важнейших показателей, от уровня которых зависят все агрономические свойства почв агроценозов. С гумусными состоянием почв тесно связаны водный и воздушный режимы, биологическая активность почв.

Практическое значение проблемы почвенного гумуса возрастает в настоящее время в связи с тем, что происходит потеря гумуса в интенсивно распахиваемых почвах, если применяемая система земледелия не предусматривает необходимого пополнения орг. в-ва почвы за счет вносимых орг. удобрений или пожнивных остатков

Главные причины потерь гумуса пахотными почвами и его распределения по профилю:

- уменьшение кол-ва растит. остатков, поступающих в почву, при смене естественного биоценоза агроценозом

- усиление минерализации орг в-ва в результате интенсивной и повышение степени аэрации почв.

- разложение и биодеградация гумуса под влиянием физиологически кислых удобрений и активизации микрофлоры за счет вносимых удобрений.

-усиление интенсификации минерализации гумуса в рез-те осушительных мероприятий переувлажненных почв. Этот процесс наблюдается не только при осушении торфяных почв, но и на глеевых вариантах дерново- подзолистых почв

- усиление минерализации гумуса орошаемых почв в первые годы орошения.

- эрозионные потери гумуса.

Распашка целинных почв без внесения органических удобрений сопровождается усилением минерализации органических веществ, сравнительно быстрым снижением содержания гумуса.

Разрушение специфического органогенного горизонта лесных почв при освоении приводит к изменению количественного и качественного состава почвенных беспозвоночных. Так, если в целинных лесных почвах на долю зоофагов приходится около 60%, сапрофагов 20%, фитофагов 20% от общего количества, то в почвах агроценозов доля зоофагов возрастает до 70-80%, а фитофагов и сапрофагов снижается до 70-80%.

Установлено, что в естественных лесных почвах трансформация азотсодержащей органики идет в основном до образования аммония. Незамкнутость цикла в лесных почвах объясняется подавлением корнями древесных и сопутствующих растений нитрификаторов

Изменение качественного и количественного состава микробоценозов в освоенных почвах отражается и на их энзиматической активности.

Активность окислительно-восстановительных и гидролитических процессов в освоенных почвах значительно ниже, что также обусловлено снижением гумусированности освоенных почв.

Сравнительный анализ основных морфогенетических, физических, физико-химических, химических и биологических свойств почв целинных и вовлеченных в с/х оборот показал, что освоенные почвы имеют более растянутый профиль, содержанием гумуса в аккумулятивном слое естественных почв достоверно выше. Содержание обменных оснований, реакция среды (рН вод и сол), гидролитическая кислотность достоверно выше в аккумулятивной части целинных почв.

Освоенные почвы сохраняют типовую принадлежность по морфологическим физическим, ф/х, химическим и биол. свойствам.

Темно- серые почвы целинные и освоенные имеют следующие показатели, характеризующие их типовую принадлежность: текстурная дифференциация профиля по элювиально- иллювиальному типу, растянутость гумусового профиля, следы сезонно- мерзлотного оглеения в профиле почвы, гуматно-фульватый и фульватно-гуматный состав гумуса, слабокислая реакция почвенного раствора.

Общими признаками для целинных и освоенных дерново- карбонатных почв являются: слабая дифференциация профиля, маломощность аккумулятивной толщи, присутствие в профиле почвы карбонатов в диффузной и псевдомицелярной формах, щелочная реакция в нижних горизонтах почв. профиля.

Лугово- черноземные освоенные почвы сохраняют характерные для этого типа свойства: мощный гумусовый горизонт, наличие карбонатного горизонта на глубине 100-120 см, комковато-зернистую структуру гумусового горизонта, нейтральную или слабокислую реакцию почвенного раствора в верхних горизонтах и щелочную- нижних, следы сезонно- мерзлотного оглеения в гумусовом слое. Следовательно, вовлечение лесных почв в с/х пользование приводит к изменению плодородия, но почвы сохраняют классификационную принадлежность.

44. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере.

Учение В.И. Вернадского о биосфере

Большой вклад в развитие учения о биосфере внёс В. И. Вернадский.

По современным представлениям, биосфера (от греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Учение В.И. Вернадского о биосфере - это целостное фундаментальное учение, органично связанное с важнейшими проблемами сохранения и развития жизни на Земле, знаменующее собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем.

В структуре биосферы Вернадский выделял семь видов вещества:

- живое; (т. е. все живые организмы)

- биогенное (возникшее из живого или подвергшееся переработке- уголь, известняки, нефть и др.);

- косное (абиотическое, образованное вне жизни например магматические горные породы);

- биокосное ( к биокосному, по Вернадскому, относится почва);

- радиоактивное вещество

- рассеянные атомы;

- вещество космического происхождения (метеориты и др).

  Все эти семь различных типов веществ геологически связаны между собой.

Сущность учения В.И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты.

Вторым главнейшим аспектом учения является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, - писал Вернадский, - имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена и к нему» (В.И. Вернадский, 1934).

В.И. Вернадский обосновал также важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов, т. е. миграции химических элементов при участии живого вещества, накоплении химических элементов, о движущих факторах развития биосферы и др.

В сжатом виде идеи В.И. Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Вначале сформировалась литосфера - предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше - биосфера.

2. В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т. е. лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

3. Живые организмы - главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью» (В.И. Вернадский, 1934).

33. Критерии для выделения территорий агроландшафтов по степени экологической напряженности

По степени нарушенности ландшафтов и ПТК в условиях антропогенеза можно выделить пространственные ареалы:

1)Экологически благополучные территории на которых можно выращивать экологически безопасную продукцию и сырье

2)Экологического риска. В них наблюдается достоверное изменение свойств компонентов агроландшафтов, приводящее к неблагоприятным для человека и для природы

3) Ареалы экологического кризиса. В них наблюдается угроза для здоровья ч-ка и ведение с/х произ-ва

4) Ареалы экологического бедствия. В них отмечаются негативные явления уже заметно сказывающихся на здоровье людей и приводящее к нарушению возделывания с/х культур

5) Ареалы экологич. катастрофы. На данных территориях невозможно проживание людей и ведение с/х на известном отрезке времени при рекультивации.

- Критериями для вделения территорий по степени экологической напряженности могут быть особенности гумусового состояния веществ

-Увеличение масштаба мобилизации в растворимое состояние и в активное абиогенная миграция в сопряженных геохимических ландшафтах ионов тяжелых Me, радионуклидов и пестицидов, развитие патогенной микрофлоры и почвоутомления

Основными критериями деградации почв агроландшафтов с точки зрения земледелия явл-ся снижение их продуктивности. Критически можно принять уровень уменьшения урожайности возделывания культур более чем на 50%

Интегральной величиной характеризующей хозяйств ценность почв явл-ся их бонитет, поэтому снижение бонитета почв по агроландшафту также может служить одним из важных критериев для выделения при ландшафтно- геохимическом картировании территорий экологического риска

4. Грандиозный геологический эффект деятельности организмов обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.

5. Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.

Учение о ноосфере

Важным этапом необратимой эволюции биосферы Вернадский считал её переход в стадию ноосферы. 

Основные предпосылки возникновения ноосферы:

- расселение Homo sapiens по всей поверхности планеты и его победа в соревновании с другими биологическими видами;

- развитие всепланетных систем связи, создание единой для человечества информационной системы;

-открытие таких новых источников энергии как атомная, после чего деятельность человека становится важной геологической силой;

- победа демократий и доступ к управлению широких народных масс;

- всё более широкое вовлечение людей в занятия наукой, что также делает человечество геологической силой.

  Ноосфе́ра (греч. νόος — «разум» и σφαῖρα — «шар») — сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «социосфера», «биотехносфера»). Ноосфера — новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием человеческого общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного». Ноосфера как наука изучает закономерности возникновения, существования и развития человека, человеческого общества, закономерности взаимоотношения человека с биосферой. Суть ноосферы заключается в том, что человек, человеческое общество есть объективная, закономерная часть мира и необходимо постигать и знать эти закономерности. В окружающем нас мире ноосфера является той частью биосферы, которую занимает человек

В ноосферном учении Человек предстаёт укоренённым в Природу, а «искусственное» рассматривается как органическая часть и один из факторов (усиливающийся во времени) эволюции «естественного». Обобщая с позиции натуралиста человеческую историю, Вернадский делает вывод о том, что человечество в ходе своего развития превращается в новую мощную геологическую силу, своей мыслью и трудом преобразующую лик планеты. Соответственно, оно в целях своего сохранения должно будет взять на себя ответственность за развитие биосферы, превращающейся в ноосферу, а это потребует от него определённой социальной организации и новой, экологической и одновременно гуманистической этики.

45. Проблемы подхода к адаптивным системам земледелия

Академиком В.И. Кирюшиным с сотрудниками РАСХН была предложена методология формирования адаптивно- ландшафтных систем земледелия, соответствующая общим потребностям общества (рынка), требованиям с/х культур к агроэкологическим условиям, уровню интенсификации производства, хзояйственным укладам, а также требованиям к качеству продукции и охране окр. среды. Такие системы разрабатываются применительно к определенным агроэкологическим группам земель (плакорным эрозионным, переувлажненным, засоленным итд.)

Адаптивно-ландшафтные системы земледелия реализуются пакетами агротехнологий, приуроченных к различным агроэкологическим типам земель и уровню интенсификации произ-ва.

Адаптивно- ландшафтные системы земледелия и высоких технологий сводят к минимуму экологические риски и предотвращают деградацию почв и ландшафтов по сравнению с нормальными и экстенсивными агротехнологиями.

Задачи почвоведения при создании адаптивно- адаптивных систем земледелия:

- исследовать экологическое состояние почв под различными компонентами ландшафта и установить взаимосвязь между ними

- изучить влияние севооборотов и различных с/х культур на экологическое состояние почв и почв. покрова в целом

- выявить уровень трансформации (устойчивости) почв под влиянием с/х культур, удобрений, пестицидов итд.

-установить скорости восстановления свойств и режимов почв до исходного состояния при введении севооборота

-установить взаимосвязь основных параметров почв (свойств и режимов) с продуктивностью различных с/х культур

-определить оптимальный уровень урожайности (продуктивности) для каждой с/х культуры с оптимальным- экологическим состоянием почвы- способностью выполнять биосферные и природообразующие функции.

46. Особенности антропогенно- преобразованных почв

Отдел:Хемодеграземы. Тип: Хемоземы Подтип: Иллювиально- железистые. Охристые. Торфяные

Отдел: Техноземы. Тип: Техностратоземы. Подтип: Типичные

Отдел: Хемодеграземы- характеризуются загрязняющими химическими веществами, степень которых оценивается как чрезвычайно опасные по принятым экологическим нормативам

Тип: Хемоземы. Диагностика оценивается по состоянию растительности, опада, некоторых физико-химических свойств

Подтипы выделяются по виду загрязнения. Пример: Хемозем загрязненный Cu,Ni,Co.

Почвы около Красноярского алюминиевого завода

Отдел: Техноземы формируется на отвалах горнорудной промышленности. Профиль состоит из техногенно- преобразованного горизонта, сменяющегося естественным генетическим горизонтом или ненарушенной почвообразующей породой.

Горнохимический комбинат «Норильский никель»

47. Земельные ресурсы и их состояние

Классификация земельных ресурсов России:

- по категориям земель

- по видам угодий

- по качественному и экологическому состоянию

- по административно- территориальной принадлежности

- по субъектам земельных отношений и правовому режиму

Категории земель:

1)Земли с/х назначения

2) земли поселений

3) земли пром-ти, энергетики, транспорта, связи, телевидения и иного спец. назначения

4) земли особо охраняемых территорий и объектов (заповедники, заказники)

5) земли водного фонда

6) земли лесного фонда

7) земли запаса

В земельном фонде преобладают земли лесного фонда (64,8%), земли с/х назначения (23,4%)

Земли с/х назначения- это земли предоставленные в пользование для нужд с/х, они выступают как основное средство произ-ва, имеют особый правовой режим и подлежат особой охране

За первые 10 лет 20в отмечается убыль площади с/х угодий, обусловленное прекращением деят-ти ряда с/х предприятий и переводом освободившихся земель в фонд перераспределения земель

Земли с/х угодий распространяются южнее 60° с.ш по межгорным котловинам вдоль рек Енисея, Чулыма и их притока

Земельные угодья- территория, планомерно и систематически используемая для конкретных хозяйств. Целей и обладающая определенными естественно- историческими и др. св-вами

С/х угодья (пашня, залежь, сенокосы, пастбища, многолетние насаждения)

Не с/х угодья (земли под лесами, водными обьектами, застройками, дорогами, нарушенные земли, прочие земли)

Сенокосы- Идринский, Балахтинский, Назаровский и др. районы располагаются в основном на ровных поверхностях, а пастбища на небольших холмах и неровностях, склонах.

В 2004 г и в настоящий период выбывших из оборота пахотных земель более 1 млн га, что составляет 41 %.

Количеств и качеств харак-ки земельного фонда Красн. Края имеют большое значение для организации рационального землед-я и природопольз-я. Районы крайнего севера используются как оленепастбища, в таежной зоне- бореальные леса, в лесостепной и степной- земли с/х назначения.

Процессам эрозии подвержено 1 млн 250 тыс га с/х угодий, из них дефляции 663 т/га. Площадь болот с 1991 г выросла на 3 т/га. Загрязнение почв. тяж ме, фтором площадь земель составила 13 т/га. Нарушено земель при выработках 24 т/га

Распределение земельного фонда Красн. Края

Земли лесного фонда 155,6 млн/га (65,7%)

Земли с/х назначения 39,9 млн/га (16,9%)

Земли запаса 30,5 млн/га (12,9%)

Земли особо охр территорий 9,5 млн/га (4%)

Земли водного фонда 0,6млн/га (0,3%)

Земли послелений 0,3 млн/га (0,1%)

Земли пром-ти 0,2 млн/га (0,1%)

Итого земель 236, 7 млн/га

41. Сущность почвенно-экологического мониторинга. Понятие ГИС в почвоведении

Термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде). Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

Почвенный экологический мониторинг-система регулярного не ограниченного в пространстве и времени контроля почв, который дает информацию об их состоянии с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза его изменения в будущем.

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию о:

- состоянии окружающей среды;

- причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т. e. об источниках и факторах воздействия);

- допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;

- существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.

В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями мониторинг включает три основных направления деятельности:

- наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;

- оценку фактического состояния среды;

- прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Следуя за академиком Израэлем Ю. А. и соавторами (1987) почвенно-экологический мониторинг должен входить в группу геофизического и выделяться по контролируемой природной среде - почве и почвенному покрову.

В основе почвенно-экологического мониторинга должны лежать следующие основные принципы:

1) разработка методов контроля за наиболее уязвимыми свойствами почв, изменение которых может вызвать потерю плодородия, ухудшение качества растительной продукции, деградацию почвенного покрова;

2) постоянный контроль за важнейшими показателями почвенного плодородия;

3) ранняя диагностика негативных изменений почвенных свойств;

4) разработка методов контроля за сезонной динамикой почвенных процессов с целью прогноза ожидаемых урожаев и оперативного регулирования развития сельскохозяйственных культур, изменением свойств почв при длительных антропогенных нагрузках;

5) ведение мониторинга за состоянием почв территорий ненарушенных антропогенными вмешательствами (фоновый мониторинг) (Глазовская М. А. и др., 1989; Черныш А. Ф., 2003).

Специальные задачи почвенно-экологического мониторинга выполняемые на разном уровне (локальном, региональном, глобальном), различаются. Объединяет их общая цель: своевременное обнаружение изменений свойств почв при различных видах их использования и неиспользования.Локальный и региональный мониторинг должен решать следующие задачи:

1) характеристика источника загрязнения и загрязняющих веществ;

2) определение уровней контролируемых показателей состояния почв, вод, растений на территории, подверженной действию источника

Развитие информатики в почвоведении связано с Почвенным институтом им. В.В Докучаева. Этому способствовали:

• активизация работ по мониторингу почвенного покрова в мире;

• необходимость обобщения накопленных данных;

• совершенствование классификации почв.

Поэтому требовалась обширная информация исходных данных почвенной характеристики. Большие выборки данных нужны были для использования методов многомерной статистики и кластер-анализа. В мире уже появился определенный опыт их применения (Фридланд, Рожков, 1975).

Деятельность МРГ стимулировала развитие почвенных информационных систем в нашей стране. В 1976 г. уже функционировала АИПС ПОДЗОЛ, созданная для обработки данных пяти выпусков по подзолистым почвам под ред. Н.А. Ногиной. Это была еще небольшая система. Позднее началась разработка структуры данных и унифицированной системы классификации и кодирования для АИПС ПОЧВА. Она предназначалась для создания общего для страны банка почвенных данных. В этот же период создавались банки данных по почвам отдельных регионов нашей страны. В 1980 г. была завершена разработка полной системы классификации и кодирования почвенных данных (Автоматизированная система …, 1980). Позже была создана информационная система МЕРОН, в которую входят описания структуры классификации и отдельных типов почв (Рожков, Столбовой, 1988). Широкого распространения она в то время не получила в виду отсутствия доступных программ и отсутствия школы инженеров знаний.

В 90-е годы в Почвенном институте функционировало уже несколько информационных систем, отражающих такие разделы науки, как генезис, плодородие, мелиорация, охрана почв от деградации, методы анализа данных и моделирование. Они рассматривались в качестве тематических уровней и структурно-функциональных подсистем будущей ИС ПОЧВА

загрязнения;

3) установление зон распространения почв с ухудшением контролируемых свойств;

4) определение характера действия загрязняющих веществ на почву, а также путей миграции, аккумуляции и направления трансформации загрязняющих веществ в почве;

5) оценка сопротивляемости почв загрязнению и возможности их самоочищения;

6) рекомендация мероприятий по снижению или ликвидации последствий загрязнения почв;

7) оценка экономического ущерба, нанесенного природе и сельскому хозяйству загрязнением почв.

При глобальном мониторинге должно проводиться следующее:

1) характеристика потока контролируемых химических элементов на почвы фоновых территорий;

2) определение уровней контролируемых показателей состояния почв;

3) выявление зон миграции, аккумуляции, направления трансформации контролируемых химических элементов в почве;

4) определение скорости накопления контролируемых химических элементов в почвах фоновых территорий.

Организация почвенного мониторинга представляет собой задачу более трудную, чем мониторинга водных и воздушных сред по следующим причинам:

1) почва - сложный объект исследования, так как представляет биокосное тело, которое живет по законам и живой природы, и минерального царства;

2) почва - многофазная гетерогенная полидисперсная термодинамическая открытая система, химические взаимодействия в ней происходят с участием твердых фаз, почвенного раствора, почвенного воздуха, корней растений, живых организмов. Постоянное влияние оказывают физические почвенные процессы (перенос влаги и испарение);

3) опасные загрязняющие почвы химические элементы Hg, Cd, Pb, As, F, Se являются природными составляющими горных пород и почв. В почвы они поступают из естественных и антропогенных источников, а задачи мониторинга требуют оценки доли влияния лишь антропогенной составляющей;

4) поступают в почву различные химические вещества антропогенного происхождения практически постоянно;

5) природное пространственное и временное варьирование содержаний химических веществ в почвах велико, что нередко определяет трудность установления степени превышения исходного уровня содержания химических веществ в почвах (Мотузова Г. В., 1994).

Понятие ГИС в почвоведении

ГИС- программно- машинный комплекс по приему, обработке, передачи, хранению любой территориально распределенной информации

Внедрение современных средств информатики в почвенную науку началось одновременно с появления банков данных и баз данных (Почвенные ресурсы, 2010). ). В 60-70 гг. XX в. широко развивались атрибутивные банки данных и информационно-поисковые системы в почвенно-агрохимических приложениях во всем мире (Рожков, 1983). Прообразом будущих банков данных были архивы данных на перфокартах с краевой информацией. В 1974 г. была организована Международная рабочая группа (МРГ) по почвенным ИС. От нашей страны в нее вошел В.М. Фридланд, внесший большой вклад в становление и внедрение современных информационных технологий в почвоведение.

50. Федеральный закон об экологической экспертизе, и его использование в экспертизе земель.

ГЛАВА I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Статья 1. Экологическая экспертиза

Федеральным законом от 18 декабря 2006 г. № 232-ФЗ статья 1 настоящего Закона изложена в новой редакции, вступающей в силу с 1 января 2007 г.

Экологическая экспертиза - установление соответствия документов и (или) документации, обосновывающих намечаемую в связи с реализацией объекта экологической экспертизы хозяйственную и иную деятельность, экологическим требованиям, установленным техническими регламентами и законодательством в области охраны окружающей среды, в целях предотвращения негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду.

Статья 2. Законодательство Российской Федерации об экологической экспертизе

Законодательство Российской Федерации об экологической экспертизе основывается на соответствующих положениях Конституции Российской Федерации, Закона РСФСР "Об охране окружающей природной среды" и состоит из настоящего Федерального закона, принимаемых в соответствии с ним законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации.

Статья 3. Принципы экологической экспертизы

Экологическая экспертиза основывается на принципах:

- презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;

- обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации объекта экологической экспертизы;

- комплексности оценки воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности и его последствий;

- обязательности учета требований экологической безопасности при проведении экологической экспертизы;

- достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу;

- независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;

- научной обоснованности, объективности и законности заключений экологической экспертизы;

- гласности, участия общественных организаций (объединений), учета общественного мнения;

- ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, проведение, качество экологической экспертизы.

Статья 4. Виды экологической экспертизы

В Российской Федерации осуществляются государственная экологическая экспертиза и общественная экологическая экспертиза.

ГЛАВА III. ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА

Статья 10. Государственная экологическая экспертиза

1. Государственная экологическая экспертиза организуется и проводится федеральным органом исполнительной власти в области экологической экспертизы в порядке, установленном настоящим Федеральным законом и нормативными правовыми актами Российской Федерации. Государственная экологическая экспертиза проводится на федеральном и региональном уровнях.

2. Федеральный орган исполнительной власти в области экологической экспертизы и его территориальные органы имеют исключительное право на проведение государственной экологической экспертизы.

Статья 11. Объекты государственной экологической экспертизы федерального уровня

Объектами государственной экологической экспертизы федерального уровня являются:

1) проекты нормативно-технических и инструктивно-методических документов в области охраны окружающей среды, утверждаемых органами государственной власти Российской Федерации;

2) проекты федеральных целевых программ, предусматривающих строительство и эксплуатацию объектов хозяйственной деятельности, оказывающих воздействие на окружающую среду, в части размещения таких объектов с учетом режима охраны природных объектов;

3) проекты соглашений о разделе продукции;

36. Функциональный анализ агроландшафтов

При освоении ландшафтов выбирают и уточняют цели, разрабатывают программы действий, проводят наблюдения, обозначают результаты, осуществляют внедрение. По мере разработки технического решения использования ландшафта возникает необходимость уточнения программы, смены решений, прогноза и оценки последствий. Рассмотрим эти эта-пы.

Этапы уточнения целей. Обычно формулировка цели поступает к аналитику в недо-статочно четком виде. Для этого уточняется объем потребности в различной информации. Разрабатываются программы, проводится выбор критериев и их параметризация, оценивает-ся функционирование уже освоенных ландшафтов. При смене функционирования определя-ются тип и масштабы воздействий.

На первом этапе выявляют и формируют потребности суперсистемы, определяют их объем. Затем выдвигают гипотезы о возможности удовлетворения потребностей за счет ис-пользования свойств ландшафта (неизмененных и измененных) при помощи известных тех-нологий, мероприятий, технических средств. Для выполнения этого этапа требуется мини-мальная сумма знаний о ландшафте. Она может быть получена из литературы или по фон-довым данным.

На втором этапе формулируют требования к ландшафтам, удовлетворяющие по-требности. Делают терминологическое описание. Уточняют параметры целевой функции. Формулируют требования к свойствам ландшафта. Для получения дополнительных знаний и упорядочения целей можно проводить полевое обследование по разделам или этапам рабо-ты.

На третьем этапе создают модель или семейство моделей изучаемого объекта.

На четвертом этапе ландшафтовед совместно со смежными специалистами прораба-тывает отдельные узлы проблемы, как между дисциплинами, так и в узкопрофессиональных областях.

На пятом этапе разрабатывают концепцию изучения ландшафта, которая включает: использование его вербальной модели и терминологическое описание, построение дерева целей, построение схемы движения потоков информации.

Этапы получения информации. Для анализа информацию можно получить при про-ведении полевых работ, по накопленной информации о выполнении ландшафтом различных функций и возникающих последствиях. На этом этапе выявляют ландшафты со свойствами, отвечающими необходимым требованиям задаваемой функции; сопоставляют свойства ландшафтов с требуемыми для выполнения целевой функции; оценивают способность ланд-шафта удовлетворять потребность общества без изменения состояния и возможности изме-нения свойств ландшафта для улучшения выполнения им конечной цели; соблюдают усло-вия устойчивости измененного техническими средствами ландшафта; оценивают устойчи-вость природной составляющей ландшафта к планируемым изменениям его свойств, а также свойств сопряженных с ним ландшафтов и возможные негативные последствия. Следует иметь в виду, что первые три требования методически разработаны достаточно (Исаченко, 1980, Мухина, 1973), остальные требования анализа, изучены меньше, поэтому применяют допущения и экстраполяцию (по аналогии). Сложность заключается в прогнозировании цеп-ных реакций поведения отдельных звеньев системы.

Этап прогнозов. Начинают его с выдачи рекомендаций назначенных мероприятий, обеспечивающих оптимальное выполнение ландшафтами намечаемых функций. Оптималь-ное выполнение подразумевает наилучшее удовлетворение потребностей ландшафтами с по-зиций общества и сохранение ими средо- и ресурсовоспроизводящих свойств с позиций при-роды. Затем составляют эскиз проекта изменения ландшафтов, который содержит: оценку потенциально измененного ландшафта; перечень прогнозируемых изменений в ландшафте; прогноз последствий от нагрузок (и предельно допустимых) при выполнении целевой функ-ции по экологическому состоянию для здоровья человека, изменений

37. Глобальные проблемы природопользования и место почвы в экологической оптимизации ландшафтов

Под оптимизацией ландшафта подразумевается комплекс мер по рациональному ис-пользованию естественных ресурсов, охране, оздоровлению и обогащению ландшафта, по-вышению его экологического и экономического потенциала (А.Г. Исаченко, 1980).

Основные положения создания агроландшафтов сформулированы еще В.В.Докучаевым, определившим главные принципы адаптивного природопользования и обосновавшим комплекс мер по оптимизации лесостепных ландшафтов (В.И.Кирюшин, 1996).

Создание устойчивого, высокопродуктивного, экологически безопасного сельскохо-зяйственного производства является сегодня общепланетарной проблемой. Это вызвано тем, что антропогенное воздействие на окружающую среду, почву, водные ресурсы, раститель-ный и животный мир, микромир в большинстве стран превышает допустимые нормы. В ре-зультате в мире происходит крупномасштабная деградация земель и водных источников, опустынивание, техногенное загрязнение на огромных территориях.

Задача № 1 для наших ученых и товаропроизводителей АПК России – создать в бли-жайшем будущем экологически безопасное сельскохозяйственное производство, способное, не разрушая окружающую среду, в то же время обеспечить население страны необходимым продовольствием. Новейшие научные разработки и передовая практика последних лет сви-детельствуют, что эту задачу возможно решить на основе экологически и экономически сба-лансированного ведения сельского хозяйства в современных агроландшафтах.

А.Н. Каштановым и другими учеными еще в 60-70-е годы были предложены новые принципы построения экологически безопасных систем ведения сельскохозяйственного зем-леделия на ландшафтной основе (то есть с учетом природных особенностей ландшафтов). В таких системах определяют оптимальные соотношения и место основных средообразующих факторов – угодий (пашни, луга, леса), водных источников и ведущих отраслей – растение-водства, животноводства, перерабатывающих предприятий на территории края, области, района, любого хозяйства (включая фермерские).

По мнению В.М.Володина, действия человека в агроландшафте направлены: на изме-нение его структуры (соотношение компонентов – лес, луг, пашня, водные объекты), водного режима (орошение, осушение); конструкции и морфологии (плотины, дамбы, новые русла, водохранилища и др.); регулирование режима функционирования агроэкосистем (размеще-ние культур в пространстве, внесение удобрений, обработка и др.); обеспечение экологиче-ски безопасных технологий возделывания сельскохозяйственных культур (применение гер-бицидов, пестицидов).

Севооборот традиционно рассматривают как элемент системы земледелия, в то время как он – способ формирования структуры агроэкосистем в пространстве и времени.

Новый взгляд на севооборот предполагает строгое размещение сельскохозяйственных культур с учетом многообразия биоклиматических условий в агроландшафте, максимизацию использования солнечной энергии многокомпонентными фитоценозами, обеспечение усло-

вий постоянного поступления энергии органического вещества в почву, повышение качества производимой продукции. Благоприятные последствия определенных этапов сукцессий в природных экосистемах необходимо использовать при построении агроэкосистем, для вос-становления почвенного плодородия и стабилизации почвенных режимов.

Целесообразно заменять чистые пары занятыми, расширять посевы многолетних трав и площади ненарушаемых естественных сообществ (леса, естественные луга), разрабатывать пути увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, уплотнять севообороты про-межуточными культурами. Положительное влияние оказывает сидерация, донниковый пар. Важно правильно определить место навоза и извести в севообороте. Пополнение органиче-ского вещества

34. Физико- химические методы изучения агроландшафтов

Решение современных проблем почвоведения базируется на детальном изучении химических и физических свойств почвы. Вопросы химизации сельского хозяйства и повышения почвенного плодородия, рационального использования земельных угодий и удобрений, природа и генезис отдельных почвенных типов и обширных почвенно-географических зон и провинций — все это требует предварительной химико-аналитической характеристики почв в сочетании с глубоким пониманием закономерностей почвообразования и специфических особенностей химии почв.

В почвоведении с помощью приемов обычного анализа накоплен огромный фактический материал, освещающий химический состав почв и многие ее свойства. Это позволило обосновать нуждаемость почв в удобрениях, описать историю и закономерности образования типов почв. Классические объемные и весовые методы анализа, которые часто сокращенно называют просто химическими методами, останутся и в дальнейшем как один из важнейших приемов изучения состава почв. Существенным недостатком этих методов является их громоздкость и большая трудоемкость; кроме того, их применение сопровождается более или менее сильным воздействием на почву различных реактивов и в силу длительности определения они мало пригодны для изучения динамики почвенных процессов.

Перспективными для изучения почвообразования и плодородия почв являются физико-химические методы анализа. Современные физико-химические методы не отвечают, конечно, всем предъявляемым требованиям и дают ответ далеко не на все вопросы, но их основные принципы и приемы применения близко совпадают с потребностями науки о почвах.Физико-химические методы анализа — это большая группа методов, в которую часто включают все приемы химических исследований, базирующиеся на количественном измерении физических свойств. Предварительно изученная зависимость состав —свойства позволяет посредством простых физических измерений анализировать любую систему. Если в химическом анализе для определения количественного состава измеряют количество вещества, вступающего в реакцию, или весовое (объемное) количество продуктов реакции, то в физико-химическом анализе непосредственного измерения объема или веса не производят, а количественно определяю/ какое-либо физическое свойство вещества или системы. Поэтому первым этапом разработки и применения любого физико-химического метода является установление зависимости между составом и свойствами, выражаемой математически в виде формулы или графика.Зависимости, используемые в физико-химических методах анализа, опираются на общие законы физики и химии; специфичность свойств веществ, характер реакций и особенности изучаемых систем находят отражение в величинах параметров уравнений. Это придает физико-химическим методам универсальность, позволяющую применять одни и те же приборы для исследования разнообразных соединений. В связи с этим классификация методов и последовательность их изучения основывается на общности используемых законов (свойств) и применяемой аппаратуры. Вместе с тем специфика состава, структуры и свойств почвы требует уточнения, иногда разработки особых условий проведения исследования, а подчас и новых приемов и деталей аппаратуры. Следует подчеркнуть, что еще далеко не все физико-химические методы исследования в полной мере проверены и приспособлены к изучению состава, структуры и свойств почвы.Другая особенность анализа связана с тем, что свойства вещества или системы не зависят от взятого объема вещества. Любые свойства: окраска, интенсивность излучения, показатель преломления, величина потенциала— определяются только концентрацией, а не абсолютным количеством изучаемого компонента. Это позволяет значительно повысить чувствительность методов количественного определения и вносит некоторые особенности в технику работы по сравнению с обычными химическими методами.Рядэих методов позволяет определять такие свойства вещества, или компонента в смеси, которые нельзя изучить обычными приемами: окислительно-восстановительный потенциал, активности ионов, светопоглощение и отражательная способность почвы и т. п.

4) материалы обоснования лицензий на осуществление отдельных видов деятельности, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду и лицензирование которых осуществляется в соответствии с Федеральным законом от 8 августа 2001 года № 128-ФЗ "О лицензировании отдельных видов деятельности" (далее - Федеральный закон "О лицензировании отдельных видов деятельности") (за исключением материалов обоснования лицензий на осуществление деятельности по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов) и законодательством в области использования атомной энергии федеральными органами исполнительной власти;

5) проекты технической документации на новые технику, технологию, использование которых может оказать воздействие на окружающую среду, а также технической документации на новые вещества, которые могут поступать в природную среду;

6) материалы комплексного экологического обследования участков территорий, обосновывающие придание этим территориям правового статуса особо охраняемых природных территорий федерального значения, зоны экологического бедствия или зоны чрезвычайной экологической ситуации;

ГЛАВА IV. ПРАВА ГРАЖДАН И ОБЩЕСТВЕННЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ (ОБЪЕДИНЕНИЙ) В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ. ОБЩЕСТВЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА

Статья 20. Общественная экологическая экспертиза

Общественная экологическая экспертиза организуется и проводится по инициативе граждан и общественных организаций (объединений), а также по инициативе органов местного самоуправления общественными организациями (объединениями), основным направлением деятельности которых в соответствии с их уставами является охрана окружающей среды, в том числе организация и проведение экологической экспертизы, и которые зарегистрированы в порядке, установленном законодательством Российской Федерации.

Статья 21. Объекты общественной экологической экспертизы

Общественная экологическая экспертиза может проводиться в отношении объектов, указанных в статьях 11 и 12 настоящего Федерального закона, за исключением объектов экологической экспертизы, сведения о которых составляют государственную, коммерческую и (или) иную охраняемую законом тайну.

Статья 22. Проведение общественной экологической экспертизы

1. Общественная экологическая экспертиза проводится до проведения государственной экологической экспертизы или одновременно с ней.

2. Общественная экологическая экспертиза может проводиться независимо от проведения государственной экологической экспертизы тех же объектов экологической экспертизы.

3. Общественные организации (объединения), осуществляющие общественную экологическую экспертизу в установленном настоящим Федеральным законом порядке, имеют право:

- получать от заказчика документацию, подлежащую экологической экспертизе, в объеме, установленном в пункте 1 статьи 14 настоящего Федерального закона;

- знакомиться с нормативно-технической документацией, устанавливающей требования к проведению государственной экологической экспертизы;

- участвовать в качестве наблюдателей через своих представителей в заседаниях экспертных комиссий государственной экологической экспертизы и участвовать в проводимом ими обсуждении заключений общественной экологической экспертизы.

4. На экспертов, привлекаемых для проведения общественной экологической экспертизы, при осуществлении ими экологической экспертизы распространяются требования, предусмотренные в пункте 2 и абзацах втором, третьем, пятом, седьмом пункта 5 статьи 16 настоящего Федерального закона.

в хозяйстве, сопостав-ление показателей с нормативными; возможность обеспечения надежности сочетания само-организации ландшафта и управления им; варианты проектов природно-технических геоси-стем с оптимальными параметрами.

Этап управления информацией. На этом этапе ландшафтоведы принимают участие в экспертизе проектов, принятии решений по созданию геотехнических систем, трансформа-ции геосистем и создании геотехнических систем.

При экспертизе проектов проверяют правильность и полноту исходной региональной информации, полноту и точность учтенных свойств ландшафтов и последствий цепных ре-акций, дают рекомендации по улучшению проекта, экономическим, социальным, природо-охранным мероприятиям, особенностям существующей геосистемы и проектируемой гео-

технической системы. При принятии решения о создании геотехсистемы учитывают связи между компонентами и комплексами, территориальную дифференцированность, используют знания других наук по надежности и совершенству проекта в прогнозах поведения геотехни-ческой системы. На этапе создания геотехнической системы (при выносе проекта в натуру) необходим контроль ландшафтоведа за выполнением технологии производства работ, непредвиденными воздействиями и негативными последствиями.

Этап управления техноприродной системой. При строительстве природно-технической системы необходимы контроль и корректировка ее деятельности в период экс-плуатации. Для поддержания заданных параметров природно-технической системы наблю-дают за ее состоянием и функционированием, контролируют ее регулирующие действия, смены режимов. Анализируют работу системы (состояние и поведение), оценивают по кри-териям ее функционирования и сличают с параметрами целевой функции, корректируют технологию и способы воздействия, совершенствуют устойчивость природно-технической системы с помощью природоохранных мероприятий и защиты от негативных последствий. Рассматривают возможность перераспределения функций между низшими комплексами. Эти действия направлены на удовлетворение одной системой одной потребности или одновре-менно нескольких потребностей (лесное хозяйство и водное хозяйство, земледелие и водное хозяйство, лесное хозяйство и рекреация и т. д.).

почвы в зерновых севооборотах можно проводить за счет использования со-ломы.

Обработка почвы. В условиях агроландшафта необходимо более дифференцированно применять различные приемы обработки почвы с учетом рельефа, микроклиматических осо-бенностей, структуры почвенного покрова, состава агрофитоценозов (В.М.Володин, 1997). По возможности желательно заменять традиционную обработку безотвальной, плоскорез-ной, особенно это оправдано на эродированных и эрозионно-опасных землях.

Особенности внесения органических и минеральных удобрений определяются харак-тером эксплуатации агроландшафта или его компонентов. В.М.Володин также говорит о том, что надо пересмотреть существующие способы применения удобрений с учетом особенно-стей ландшафтного земледелия и наличия природных и антропогенных ресурсов. Возрастает необходимость внесения удобрений дробными дозами. Следует добиваться того, чтобы ор-ганические удобрения поступали в почву в основном в естественной форме с растянутым пе-риодом доступности. В агроландшафте следует определять не баланс минеральных элемен-тов питания, а баланс энергии органического и минеральных веществ. В агроландшафте при большом разнообразии почвенно-климатических условий применять удобрения нужно диф-ференцированно, причем критерием оптимизации их использования должен быть показатель экологической емкости и активности агроландшафта, а не только традиционный уровень урожайности сельскохозяйственных культур.

Важное значение имеет правильное хранение удобрений. Они ни в коем случае не должны храниться под открытым небом. Применять и хранить удобрения нужно на безопас-но расстоянии от водоисточников. Тару и аппаратуру нельзя мыть в водоемах. Соотношение NPK должно быть оптимальным.

Значительный объем должны занять препараты, активизирующие процессы транс-формации энергии и повышающие биологическую активность почвы.

При этом необходимо расширить применение средств химизации для безопасного ис-пользования эрозионных, солонцовых, засоленных, переувлажненных и других неблагопо-лучных пахотных земель, либо вывести их часть из активного сельскохозяйственного оборо-та за счет более интенсивного использования лучших земель, но опять-таки с помощью удобрений, препаратов, технических и биологических средств, позволяющих полнее реали-зовать потенциал продуктивности растений, расширить возможности их адаптации к услови-ям агроландшафта (В.И.Кирюшин, 1996).

Чтобы уменьшить отрицательные последствия применения пестицидов, нужно строго соблюдать регламенты их применения. Применять пестициды следует только при превыше-нии экономических порогов вредоносности вредных организмов. Необходимо совершен-ствовать ассортимента и препаративных форм пестицидов, совершенствование техники и технологии применения химических средств защиты растений. Совместное применение ми-неральных и органических удобрений также уменьшает отрицательные последствия приме-нения пестицидов. Органические добавки и фосфорные удобрения ускоряют процесс разло-жения гербицидов, особенно 2М-4Х и 2,4-Д. микроудобрения ускоряют разложение в почве фосфорорганических пестицидов. Мульчирование почвы повышает ее температуру и тем са-мым косвенно способствует разложению пестицидов. Как альтернатива химического метода используется интегрированный метод защиты растений, биологическая защита растений. Необходим контроль за остаточными количествами пестицидов во всех компонентах окру-жающей среды.

Как и многие составляющие современных систем земледелия, проблемы мелиорации решали без достаточно строгой методической ландшафтной основы. Это повлекло за собой целый ряд негативных последствий различного масштаба тяжести. Мелиоративные воздей-ствия на агроландшафт, организованный на строго научной основе, должны решать профилактические задачи и быть минимальными.

При почвенных исследованиях наиболее употребительными за последнее время оказались следующие:

1. потенциометрические методы, применяемые в почвоведении для определения рН, окислительно-восстановительного потенциала, активности ионов натрия, калия, хлора и др.;

2. кондуктометрические методы, используемые в почвоведении для определения солесодержания в почвах и почвенных растворах;

3. полярографические методы, нашедшие применение в почвоведении для количественного определения многих катионов и анионов, особенно присутствующих в микроколичествах;

4. фотометрические и нефелометрические методы анализа, позволяющие определять практически любые компоненты почв и почвенных растворов;

5. спектрофотометрический анализ, используемый в почвоведении как для количественных определений, так и для изучения структуры гумусовых веществ и минералов тонкодисперсной фракции;

6. методы пламенной фотометрии, используемые в почвоведении преимущественно для определения содержания в почвах катионов щелочных и щелочноземельных металлов;

7. методы термического анализа, применяемые в почвоведении для изучения минералогического состава почв и почвенных коллоидов.

Кроме перечисленных в почвоведении находят применение рефрактометрия, поляриметрия, люминесценция; все шире используют спектральный эмиссионный атомный анализ, рент-геноструктурный, электронномикроскопический анализ и др. В настоящем руководстве излагаются только те методы, которые наиболее широко применяются в почвенно-химических лабораториях.Необходимо подчеркнуть, что в большинстве случаев проведение анализа физико-химическими методами требует очень немного времени и, хотя используется часто дорогостоящая аппаратура, все же достигается экономия средств благодаря быстроте определения и малому расходу реактиbob. Вместе с тем по чувствительности и точности определения (особенно малых количеств) физико-химические методы безусловно превосходят обычные объемные и весовые методы анализа. С точки зрения почвоведения особенно важно, что многие почвенные характеристики могут быть получены этими методами без какого-либо нарушения естественного состояния почвы. И, наконец,этого методы позволяют глубоко изучить принципы построения вещества, в том числе таких важнейших компонентов почвы, как тонкодисперсные минералы и органические гумусовые вещества.

Физико-химические приемы анализа осуществимы при наличии специальной, часто дорогостоящей аппаратуры, безотказно работающей только при умелом обращении с ней. Теория самих методов довольно сложна и требует достаточно высокой подготовки сотрудников и умелого толкования получаемых данных. Успех и более широкое использование физико-химических методов в почвоведении зависит прежде всего от подготовки почвоведов в этой области. Основная задача пособия — ознакомить студентов сосновами физико-химических методов и принципами работы аналитиче­скойаппаратуры, научить самостоятельно применять эти мето­ды. Приведенные методынеравнозначны как по аналитическим возможностям, так и по сложности решаемыхпри их помощи задач. Условно их можно разделить на две группы: методы изу­чениябиологических процессов и аналитические.К первой группе относят ионометрический, газохромато-графическийиинфракрасный спектрофотометрический методы анализа. Они помогают решатьосновную задачу агрохимии — изучение взаимоотношений растений с почвой,удобрениями и окружающей средой. Во вторую группу входятэмиссионно-спектроскопический, пламенно-фотометрический, атомно-абсорб-ционный,спектрофотометрический, рентгено-спектральный ра­диометрический инейтронно-активационный методы, при помо­щи которых исследуют трансформацию ибалансбиофильных элементов в системе почва—удобрение—растение—атмосфера.Перечисленные методы служат основой при решении задач по­вышения плодородияпочв, определения качества удобрений, урожая, кормов и др.

51. Экологическая экспертиза, как функция государственного управления

Экологическая экспертиза - это установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы

Государственная экологимческая экспертиза - мероприятие организуемое и проводимое Федеральным органом исполнительной власти в области экологической экспертизы (в настоящее время таким органом является [служба по надзору в сфере природопользования] - Росприроднадзор) или органом исполнительной власти субъекта Российской Федерации в области экологической экспертизы в порядке, установленном Федеральным законом РФ «Об экологической экспертизе» и нормативными правовыми актами Российской Федерации. Государственная экологическая экспертиза проводится на федеральном и региональном уровнях.

Государственная экологическая экспертиза предварительно оплачивается в полном объеме заказчиком документации, подлежащей экспертизе. Срок проведения государственной экологической экспертизы определяется сложностью объекта экспертизы, но не превышает 6 месяцев. Государственная экологическая экспертиза проводится экспертной комиссией, образованной федеральным органом исполнительной власти в области экологической экспертизы или органом исполнительной власти субъекта Российской Федерации в области экологической экспертизы для проведения экологической экспертизы конкретного объекта (федерального или регионального уровня соответственно) Объекты экологической экспертизы федерального уровня указаны в статье 11 Федерального закона "Об экологической экспертизе", регионального уровня - в статье 12. Объектами государственной экологической экспертизы федерального уровня являются: 1) проекты нормативно-технических и инструктивно-методических документов в области охраны окружающей среды, утверждаемых органами государственной власти Российской Федерации; 2) проекты федеральных целевых программ, предусматривающих строительство и эксплуатацию объектов хозяйственной деятельности, оказывающих воздействие на окружающую среду, в части размещения таких объектов с учетом режима охраны природных объектов; 3) проекты соглашений о разделе продукции; 4) материалы обоснования лицензий на осуществление отдельных видов деятельности, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду и лицензирование которых осуществляется в соответствии с Федеральным законом от 8 августа 2001 года N 128-ФЗ "О лицензировании отдельных видов деятельности" (далее - Федеральный закон "О лицензировании отдельных видов деятельности") (за исключением материалов обоснования лицензий на осуществление деятельности по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов) и законодательством в области использования атомной энергии федеральными органами исполнительной власти; 5) проекты технической документации на новые технику, технологию, использование которых может оказать воздействие на окружающую среду, а также технической документации на новые вещества, которые могут поступать в природную среду; 6) материалы комплексного экологического обследования участков территорий, обосновывающие придание этим территориям правового статуса особо охраняемых природных территорий федерального значения, зоны экологического бедствия или зоны чрезвычайной экологической ситуации; 7) объекты государственной экологической экспертизы, указанные в Федеральном законе от 30 ноября 1995 года N 187-ФЗ "О континентальном шельфе Российской Федерации"ФЗ от 30 ноября 1995 года N 187-ФЗ "О континентальном шельфе Российской Федерации" - - Консультант- Федерации; 5) объект государственной экологической экспертизы регионального уровня, указанный в настоящей статье и ранее получивший положительное заключение государственной экологической экспертизы, в случае: доработки такого объекта по замечаниям проведенной ранее государственной экологической экспертизы; реализации такого объекта с отступлениями от документации, получившей положительное заключение государственной экологической экспертизы, и (или) в случае внесения изменений в указанную документацию; истечения срока действия положительного заключения государственной экологической экспертизы; внесения изменений в документацию, на которую имеется положительное заключение государственной экологической экспертизы.

Результатом проведения государственной экологической экспертизы является заключение государственной экологической экспертизы. Положительное заключение государственной экологической экспертизы является одним из обязательных условий финансирования и реализации объекта ГЭЭ. В случае отрицательного заключения ГЭЭ заказчик вправе представить материалы на повторную ГЭЭ при условии их переработки с учетом замечаний, изложенных в данном отрицательном заключении. Заключения ГЭЭ могут быть оспорены в судебном порядке.

Лица, признанные виновными в нарушении законодательства РФ об экологической экспертизе, могут быть привлечены к административной, гражданско-правовой, материальной, уголовной ответственности.

Плюс, Федеральном законе от 17 декабря 1998 года N 191-ФЗ "Об исключительной экономической зоне Российской Федерации"Федеральном закон от 17 декабря 1998 года N 191-ФЗ "Об исключительной экономической зоне Российской Федерации" - Консультант-Плюс, Федеральном законе от 31 июля 1998 года N 155-ФЗ "О внутренних морских водах, территориальном море и прилежащей зоне Российской Федерации"Федеральный закон от 31 июля 1998 года N 155-ФЗ "О внутренних морских водах, территориальном море и прилежащей зоне Российской Федерации"- Консультант-Плюс; 7.1) проектная документация объектов, строительство, реконструкцию, капитальный ремонт которых предполагается осуществлять на землях особо охраняемых природных территорий федерального значения, а также проектная документация особо опасных, технически сложных и уникальных объектов, объектов обороны и безопасности, строительство, реконструкцию, капитальный ремонт которых предполагается осуществлять на землях особо охраняемых природных территорий регионального и местного значения, в случаях, если строительство, реконструкция, капитальный ремонт таких объектов на землях особо охраняемых природных территорий допускаются законодательством Российской Федерации и законодательством субъектов Российской Федерации; 7.2) проектная документация объектов, связанных с размещением и обезвреживанием отходов I-V класса опасности; 8) объект государственной экологической экспертизы, указанный в настоящей статье и ранее получивший положительное заключение государственной экологической экспертизы, в случае: доработки такого объекта по замечаниям проведенной ранее государственной экологической экспертизы; реализации такого объекта с отступлениями от документации, получившей положительное заключение государственной экологической экспертизы, и (или) в случае внесения изменений в указанную документацию; истечения срока действия положительного заключения государственной экологической экспертизы; внесения изменений в документацию, получившую положительное заключение государственной экологической экспертизы.

Объекты государственной экологической экспертизы регионального уровня. Государственная экологическая экспертиза объектов регионального уровня проводится органами государственной власти субъектов Российской Федерации в порядке, установленном настоящим Федеральным законом и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации. Объектами государственной экологической экспертизы регионального уровня являются: 1) проекты нормативно-технических и инструктивно-методических документов в области охраны окружающей среды, утверждаемых органами государственной власти субъектов Российской Федерации; 2) проекты целевых программ субъектов Российской Федерации, предусматривающих строительство и эксплуатацию объектов хозяйственной деятельности, оказывающих воздействие на окружающую среду, в части размещения таких объектов с учетом режима охраны природных объектов; 3) материалы обоснования лицензий на осуществление отдельных видов деятельности, лицензирование которых осуществляется в соответствии с Федеральным законом "О лицензировании отдельных видов деятельности" органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации (за исключением материалов обоснования лицензий на осуществление деятельности по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов); 4) материалы комплексного экологического обследования участков территорий, обосновывающие придание этим территориям правового статуса особо охраняемых природных территорий регионального значения; 4.1) проектная документация объектов, строительство, реконструкцию, капитальный ремонт которых предполагается осуществлять на землях особо охраняемых природных территорий регионального и местного значения, за исключением проектной документации объектов, указанных в подпункте 7.1 статьи 11 настоящего Федерального закона, в соответствии с законодательством Российской Федерации и законодательством субъектов Российской

39. Биосферные и экологические функции почв

Экологические функции почв:

Все экологические функции почв подразделяют на экосистемные (биогеоценотические) и глобальные (биосферные и этносферные).

Глобальные функции почв

Гидросферные функции почв

1). Участие почвы в формировании речного стока и водного баланса.

 ·  В зависимости от фильтрационной и водоудерживающей способности почв изменяется соотношение поверхностного подземного стоков. Если эти показатели малы, то полный речной сток почти равен атмосферным осадкам и состоит из поверхностных вод, а питание подземными водами слабое. И наоборот.  ·  В зависимости от генетического типа почв изменяется поверхностный сток (минимум на черноземах, т. к. у них наибольшая водопроницаемость)  ·  От почвы зависит, какая часть атмосферных осадков поступит с водоразделов реки в виде поверхностного стока, а какая – в виде грунтового, что в значительной степени определяет равномерность питания рек.

2). Трансформация атмосферных осадков в почвенно-грунтовые и грунтовые воды

Грунтовые воды – подземные воды, расположенные ниже почвенной толщи и дренируемые реками.

Почвенно-грунтовые – если зеркало таких вод постоянно или временно располагается в пределах почвенного профиля.

     - Изменение химического состава вод при прохождении А.О. через почвенный профиль

     - Изменение газового состава А.О., так как окисление органики (расход О₂ и выделение СО₂) в итоге обогащение растворами карбонатов

     - Обогащение А.О. химическими соединениями почв в зависимости от типа почв.

3).  Почва как фактор биопродуктивности водоемов.

В результате привноса почвенных соединений водоемы получают большое количество биофильных элементов и гумуса – эвтрофирование.

4).  Почвенный защитный барьер акваторий

Почвы благодаря своей огромной активной поверхности в состоянии поглощать многие вредные соединения на пути их миграции в водные экосистемы, а также снижать избыточное количество биофильных элементов.

Атмосферные функции почв

1) Почва как фактор формирования и эволюции газового состава атмосферы

Опосредованное влияние – функционирование наземных биоценозов (которые контролируют многие параметры атмосферы – содержание О₂, СО_2, микрогазов и др.) зависит от свойств почв.

Прямое – газообмен между почвой и воздушной оболочкой (В. И. Вернадский говорил: «газы биосферы те же, которые создаются при газовом обмене живых организмов»).

2) Почва – регулятор газового состава современной атмосферы

Существенное воздействие почвы на газовый состав атмосферы обусловлено также сильным различием их газовой фазы. Хотя почвенный воздух и отличается по составу в десятки и сотни раз от атмосферного; происходит высокоскоростной взаимообмен с ним.

3) Почва – источник и приемник твердого вещества и микроорганизмов атмосферы

Двустороннее движение твердого вещества и микроорганизмов в системе почва – атмосфера (они попадают в воздушную оболочку с почвенной поверхности, а спустя некоторое время вновь возвращаются на нее, переместившись на большое расстояние) обусловлено потоками воздушных масс значительной силы, способных отрывать мелкозем.

4) Влияние почвы на энергетический обмен и влагооборот атмосферы

Воздействие почвы на тепловой режим атмосферы определяется поглощением и отражением почвенной солнечной радиации (динамика тепла и влаги в нижних слоях атмосферы).

Почва способствует увеличению общего количества водяного пара,

Запасы воды в почве обусловлены ее влагоемкостью и зависят от гранулометрического состава и структурного состояния самой почвы. Запас питательных элементов зависит от характера первичных и вторичных минералов, количества и качеств а гумуса, удельной поверхности почы, рН, биолог активности и др.

В) Функция катализатора и ингибитора биохимических процессов осуществляется благодаря тому, что содержащиеся в почве биологически активные соединения и абиотические катализаторы усиливают или ослабляют многие биохимические процессы в ней. Почва- депо ферментов.

Г) Сорбционная функция почв выражается в способности задерживать многие соединения (коллоидальный материал, молекулярно- растворимые соединения) и м/о на поверхности коллоидных частиц. Эта функция обусловлена тем, что почва представляет собой тонкодисперсную систему, состоящую из дисперсной фазы (коллоиды) и дисперсионной среды (почв. раствор)

3) Информационные

А) Сигнал для ряда сезонных и др. биологически процессов

Б) регуляция численности состава и структуры биоценозов

В)Пусковой механизм некоторых сукцессий

Г) Память биогеоценоза

Почва рассматривается как информационная система, способная передать населяющим ее биоценозам информацию о состоянии среды обитания. Почва может «давать» своего рода сигналы для ряда сезонных биологических процессов. Почва регулирует численность м/о, возобновление травянистой и древесной растительности, обладает функцией «памяти»

4) Целостные

а) благодаря функции аккумуляции и трансформации в-ва и энергии , осуществляется преобразование первоначально почти бесплодных горных пород поверхностного слоя литосферы в пригодную для жизни многочисленных видов организмов почву и педосферу.

Б) санитарная функция- способность почв «убивать» многие патогенные м/о

В) Функция защитного и буферного экрана биогеоценозов Земли предохраняет их от разрушающего действия эрозии, ухода биологически ценных газообразных соединений из подпочвенных и почвенных слоев в атмоферу, потери элементов питания с нисходящем током влаги.

Г) Почва- фактор эволюции организмов

49. Экологическая оценка почв разной степени уплотнения и подкисления

1. Уплотнения почвы в процессе сельскохозяйственного производства Уплотнение почв сельскохозяйственной техникой – процесс изменения сложения почвы под воздействием высоких механических нагрузок (тяжелой техникой, перевыпасом скота и др.) вследствие разрушения агрегатов и сближения почвенных частиц, приводящих к более плотной их упаковке и уменьшению порового пространства. Количественные характеристики переуплотнения зависят от генетических свойств почв, гранулометрического состава, агрегированности и прочности агрегатов. Переуплотнение почв в странах с интенсивным механизированным земледелием стало важнейшим фактором деградации их физического состояния и плодородия. Ежегодно значительная часть сельскохозяйственных полей подвергается в среднем 2—4-кратному воздействию, при этом деформация и уплотнение почвы начинаются при условии, что внешнее воздействие превышает ее прочность, порог устойчивости к механическому давлению. Прочностные характеристики слабоокультуренных почв супесчаного и легкосуглинистого состава определяются в основном гранулометрическим составом. В структурных почвах прочностные характеристики определяются степенью агрегированности и прочностью агрегатов. Степень деформации почвы зависит от исходного ее состояния: плотности и влажности во время прохода техники, величины контактного давления на почву, кратности воздействия. Влажность почвы в момент воздействия на нее техники является важнейшим фактором, определяющим степень уплотнения при одной и той же нагрузке. Глубина деформации, определяемая выше названными факторами, а также единичной массой техники, давлением на ось и напряжением на глубине 50 см, варьирует от 20—30 до 50—60 см. Переуплотнение почв ведет к разрушению структуры, повышению плотности и при высушивании — твердости, снижению водо- и воздухопроницаемости, нитрификационной способности, а в конечном итоге к снижению плодородия на 5—20% и более. Величина интегрального показателя физического состояния плотности почвы повышается под воздействием техники от 0,05 до 0,4 г/см3, величина прироста плотности при этом повышается от 3—4% до 35—40%, составляя в среднем 15—20%. Плотность почвы по следам движителей сельскохозяйственной техники в пахотном слое составляет от 1,2—1,3 г/см3 до 1,4—1,5 и 1,5—1,6 г/см3. К переуплотненным ходовым системам сельскохзяйственной техники следует относить почвы с плотностью от 1,3—1,5 г/см3 (средняя степень уплотнения) до 1,5—1,6 г/см3 (сильная степень уплотнения). При средней степени уплотнения снижение урожая при прочих равных условиях достигает 20—30% на всех типах пахотных почв. При сильной степени уплотнения потери урожая могут достигать 50—60%. Многократное из года в год воздействие техники на почву ведет к "накоплению" уплотнения. Уплотнение почв идет не только в вертикальном, но и в горизонтальном от центра следа направлении — на 35—70 см.

поступающего в атмосферу и, посредством местного круговорота, выравнивает процесс водообеспечения ландшафтов.

Литосферные функции почв

1) Почва – защитный слой и фактор развития литосферы

Почвенно-растительный чехол защищает поверхность литосферы от мощного фронтального эрозионного воздействия текучих вод (в его отсутствие произошло бы). Почва уравновешивает процессы развития литосферы (эндо- и экзогенные факторы ее эволюции, внутренние и внешние источники энергии литосферы).

2) Биохимическое преобразование приповерхностной части литосферы

      - Косвенная роль – без почвы (а она основная среда обитания организмов суши) активное биохимическое изменение литосферы было бы невозможно

      - Непосредственное участие – почва – поставщик органических кислот, которые разлагают первичные минералы; продукты жизнедеятельности м/о мобилизуют химические элементы, законсервированные в кристаллических решетках (пример: микробиологическая деструкция минералов  на ранних стадиях почвообразования).

3) Почва – источник вещества для формирования пород и полезных ископаемых

Исходное накопление органогенного материала на поверхности Земли и последующая его трансформация в более глубоких слоях приводит к образованию органогенных полезных ископаемых – торфов, углей, нефти находящихся в тесной связи с почвообразованием и выветриванием находится формирование  минеральных полезных ископаемых.

4) Передача аккумулятивной солнечной энергии и вещества атмосферы в недра Земли.

Почва участвует в передаче вещества атмосферы в недра Земли (в процессе почвообразования происходит поглощение газов, которые в составе почвенных соединений поступают в осадочные породы).

Категории и типы экосистемных функций почвы

1)Физические

а) жизненное пространство.- это обеспечение места поселения живых организмов. В почве обитает огромное кол-во видов организмов. Например, 90% насекомых (самая представительная группа животных, более одного миллиона видов) проводят тот или иной период жизни в почвах. В почве сосредоточена большая часть зоомассы.

Б) функция жилища проявляется в том, что в почве создаются благоприятные условия для живых организмов. Это прежде всего, накопление воды и доступных элементов питания

В) опорная функция почвы. Позволяет растениям сохранить вертикальное положение, противодействовать силе тяжести, быть устойчивым к ветровалам. Эта же функция играет важную роль в конкуренции растений.

Г) Почва в экосистеме выполняет функцию хранителя (депо) семян. Семена длительное время не теряют свою всхожесть и при наступлении благоприятных условии прорастают

2) химические и физико-химические

А) Функция почв как источника элементов питания является наиболее важной и хорошо известной. Скорость поглощения питательных элементов растением определяется процессами, происходящими в корнях растения и в почве. Доступные питательные элементы включают в себя те формы, которые немедленно поглощаются корнями растений. К доступным относят растворимые формы питательных элементов и ассоциированные с твердой фазой, которые быстро уравновешиваются с питательными элементами в почвенном растворе. Переход элементов питания из твердой фазы в почв р-р осуществляется в рез-те процессов обмена, разложения, растворения и десорбции.

Б)Сущность функции депо влаги и элементов питания состоит в том, что почва имеет резерв названных компонентов, который используется организмами при израсходовании наиболее легкодоступных запасов. 

Реакция почвы (кислотность). Плодородие почв

Реакция почвенной среды

Реакция почвы – физико-химическое свойство почвы, связанное с содержанием ионов Н⁺ и ОН^- в ее твердой и жидкой частях. Реакция почвы кислая, если в ней преобладают ионы Н⁺, и щелочная, если ионы ОН^- . Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов, на эффективность удобрений, на химические и биохимические процессы в почве. Для количественной оценки реакции почвы применяют различные показатели: рН суспензии почвы в воде или в растворе КС1, количество кислотных компонентов в вытяжке 1М ацетата натрия и т.д.

Концентрацию ионов водорода в растворе принято выражать условной величиной рН (отрицательный логарифм концентрации Н⁺  ионов).

Различают две формы кислотности почв: актуальную (активную) и потенциальную (скрытую)кислотность. Последняя подразделяется, в свою очередь, на обменную и гидролитическую.

Актуальная кислотность – это кислотность почвенного раствора, обусловленная повышенной концентрацией в нем ионов Н+, а также слабых минеральных (Н₂СОз), органических кислот и гидролитически кислых солей (А1С1з). Последние при гидролизе образуют слабое основание и сильную кислоту: .

А1С1₃+ЗН₂0 = А1 (ОН) ₃+ЗНС1

ЗНС1 = 3Н⁺+ЗС1^-.

При нейтральной реакции концентрация ионов водорода и гидроксила одинакова – 10^-7 мг/л, то есть рН раствора равен 7. Актуальная кислотность непосредственно влияет на развитие растений и почвенных микроорганизмов.

Потенциальная (скрытая) кислотность обусловлена ионами Н⁺, Al³⁺ и Fe³⁺, поглощенными ППК с отрицательным зарядом. Часть поглощенных ионов водорода и алюминия может быть вытеснена в раствор катионами нейтральных солей (КС1):

(ППК)Н⁺+КС1=(ППК)К⁺+НС1,

в результате чего почвенный раствор подкисляется. Это – обменная потенциальная кислотность почвы, выражается рН в КС1. В почвах обменная кислотность, как правило, на порядок выше актуальной и включает ее.

Принято следующее деление минеральных и торфяно-болотных почв в зависимости от обменной кислотности (таблица 3.1):

38. Понятие об антропогенной трансформации почв

Антропогенная трансформация почв и почвенного покрова- изменение строения, структуры и свойств почвенного покрова под влиянием человеческой деятельности.

Антропогенная трансформация почв происходит под влиянием ряда негативных факторов, среди которых:

1)Трансформация почв и почв покрова при освоении с/х производством.

С/х существенно трансформирует природные комплексы в целом и один из ее основных компонентов- почвы. В результате формируются разнообразные антропогенные с/х образования (пашни, садовые насаждения, луга, пастбища итд). Они занимают около 1/3 суши земного шара, в т.ч 1,5 млрд га приходится на пашни. Сравнительный анализ состояния естественных почв и почв, вовлеченных в хоз деят-ть человека, дает возможность выявить пути трансформации, разработать приемы сохранения, восстановления почв, одного из основных компонентов биосферы.

Освоение отражается на морфологическом облике почвенного профиля. При раскорчевке леса учничтожается подстилочно- торфяный горизонт, перемешимваются горизонты О, Аd, А1, А1А2 уже в период раскорчевки леса. Почвообразование в местах вывалов деревьев начинается практически на иллювиальной толще. Дальнейшая механизированная обработка почвы при возделывании с/х культур приводит к формированию гомогенного пахотного и подпахотного горизонтов, выравнивает строение верхней почвенной толщи, сглаживает дифференциацию почвенного профиля по валовому и гранулометрическому составам. Но, несмотря на существенную трансформацию верхних горизонтов естественных лесных почв, освоенные почвы из под леса сохраняют морфологические и химические признаки профиля, дифференцированного по элювиально- иллювиальному типу. В черноземах сглаживаются переходы между горизонтами А и В.

Вследствие перемешивания горизонтов и последующей механической обработки почвенного покрова изменяются физические свойства: плотность сложения, макроагрегированность почв.

Вовлечение почвы в с/х пользование изменяет некоторые статьи и поступления и расхода влаги.

Расход влаги на эвакотранспирацию в лесных биогеоценозах в большинстве случаев в 1,2-1,5 раза выше, чем в агроценозах и охватывает все слои почвенного профиля

2) Влияние рекреации на почвенный покров лесных экоситем

Главный фактор воздействия человека на лес- простое хождение по нему, в рез-ты чего вытаптываются травы, гибнет молодой подрост, спрессовывается или разрушается полностью подстилочно- торфяный горизонт. Сбор грибов, цветов и ягод подрывает самовозобновлениеиряда видов растений. Костер в лесу на 5-7 лет полностью выводит из строя клочок земли, на котором он был разложен. Шум отпугивает различных птиц и млекопитающих. Обламывание ветвей, зарубки на стволах и другие механические повреждения деревьев способствуют заражению их насекомыми вредителями, и в конечном счете приводит к изреживанию древостоев, его гибели и проведению санитарных рубок леса

3) Пирогенез почв лесных экосистем

Лесные пожары нарушают естественное равновесие между отдельными компонентами биогеоценозов, часто определяют тип растительных ассоциаций.

На парцеллярную структуру почвенного покрова пожары оказывают как прямое воздействие- повреждение огнем древостоев, напочвенного покрова подстилочно- торфяного горизонта, та Ки косвенное- послепожарный ветровал древостоев, сукцессионная смена видового состава травяно- кустарничкового яруса

Пожары приводят к трансформации органогенных, а частично и аккумулятивных горизонтов почвы. В рез-те интенсивного пожара на поверхности минеральной толщи образуется новый маломощный горизонт (opir), состоящий из обугленных, несгоревших полностью остатков лесного подстилочно-торфяного горизонта и золы.

4) Влияние рубок леса на почвенный покров в лесных экосистемах

В Средней Сибири при рубке леса с помощью машин площадь лесосеки эродируется на 80-85% (60% в сильной степени), а имеющийся тонкомер, подрост, подлесок, почв покров, подстилочно-торфяный горизонт и верхние горизонты почв уничтожаются практически полностью Одновременно нарушается эрозионная устойчивость почв, возрастает объемная масса, уменьшается общая порозность и и порозность аэрации, т.е существенно ухудшаются физические св-ва почв.

Агрегатная лесозаготовительная техника существенно изменяет макроструктуру почв. В рез-те работы машин структура почв в целом ухудшается. Одновременно существенно меняются условия минерального питания растений. Связано это с нарушеним почвенных горизонтов, наиболее богатых орг в-вом.

Содержание углерода и азота на вырубке снижается почти вдвое, уменьшается также кол-во легко и трудногидролизуемого азота и подвижного фосфора.

Изменения физических свойств и питательного режима свидетельствуют об ухудшении лесорастительных условий на вырубках и снижению продуктивности будущих лревостоев

При сведении лесов в рез-те нерегулируемых сплошных рубок с тракторной трелевкой подстилочно-торфяный горизонт частично или полностью уничтожается.

Таким образом, рубка леса с использованием машин уничтожает гл образом активную органическую составляющую почвы

5) Техногенное воздействие на почвы и почвенный покров

Загрязнение почв техногенными химическими элементами, особенно тяжелыми металлами, проявляется на экологическом состоянии и почв, хотя и не так быстро, как на состоянии растений, животных, воды, но если почва сильно загрязняется, в ней происходят необратимые изменения и почвенная подсистема не может восстановить свои св-ва только за счет внутренних резервов. Почвенные процессы и образования характеризуются определенным набором микроэлементов. Такие микроэл-ты как Mo,b,Cu,Ti,Mn,Sr, поглощаются почвой. При оподзоливании и осолодении почв практически все микроэл-ты, за исключением Ti,Ze, выносятся из элювиального горизонта, Ti, Zr,поглощаются почвой

Уровень содержания и распределения микроэл-тов в почв профиле определяется многими процессами. Онивыносятся из элювиальных горизонтов, накапливаются в элювиальных и глеевых. Миграция и перераспределение их в профиле почв зависят от характера водного режима, реакции среды, содержания подвижных орг в-в, аэрации и окислительно-восстановительного потенциала почв, гран.состава, текстурного сложения отдельных горизонтов. На процессы закрепления в почве микроэл-тов положительное влияние оказывает содержание стабильного гумуса, конц почв р-ра, наличие илистой фракции, глинистых минералов с расширяющейся решеткой

Главные причины потерь гумуса:

1) уменьшение кол-ва растит остатков, поступающих в почву при смене агроценоза, биогеоценоза

2) Усиление минерализации орг. в-ва в рез-те интенсивной обработки

3) Разложение и биодеградация гумуса под влиянием кислых удобрений

4) Усиление и минерализация гумуса орошаемых почв

5) разрушение специфического органогенного горизонта

48. Экологическая оценка почв разной степени загрязнения и эродированности

Понятие об эрозии. Эрозия почв - процесс разрушения почвенного покрова. Эрозия почв включает в себя вынос, перенос и переотложение почвенной массы. В зависимости от фактора разрушения эрозию деляг на водную и ветровую (дефляция).

Водная эрозия процесс разрушения почвенного покрова под действи­ем талых, дождевых или ирригационных вод.

По характеру воздействия на почву водную эрозию делят на плоскост­ную и линейную.

Плоскостная (поверхностная) эрозия - смыв верхнего горизонта поч­вы под влиянием стекающих по склону дождевых иди талых вод. Механизм поверхностной эрозии связан с разрушающей ударной силой дождевых капель и с воздействием поверхностного стока дождевых и талых вод.

Линейная (овражная) эрозия - размыв почв в глубину более мощной струей воды, стекающей по склону. На первой стадии линейной эрозии образуются глубокие струйчатые размывы (до 20-35 см) и промоины (глубиной от 0,3-0.5 до 1-1,5 м). Дальнейшее их развитие приводит к образованию оврагов. Линейная эрозия приводит к полному уничтожению почвы.

В горных районах наряду с развитием обычных форм водной эрозии могут возникать селевые потоки (сели). Они образуются после бурного снеготаяния или интенсивных дождей, движутся с большой скоростью и увлекают огромное количество материала в виде мелкозема, гальки и крупных камней. Борьба с ними требует строительства специальных противоселевых сооружений.

По темпам развития различают геологическую (нормальную) и ускоренную эрозию.

Геологическая (нормальная) эрозия - - медленный процесс смыва частичек с поверхности почвы, покрытой естественной растительностью при котором потеря почвы компенсируется в ходе почвообразования. Этот вид эрозии протекает повсеместно, практически не приносит вреда, и охраны почв не требует.

Ускоренная эрозия возникает при удалении естественной растительности, неправильном использовании почвы, в результате чего темп эрозии резко возрастает. Этот вид эрозии приводит к снижению почвенного плодородия, а иногда и к полному уничтожению почвенного покрова, и требует защиты почв.

Ветровая эрозия (дефляция) процесс разрушения почвенного покрова под действием ветра. В зависимости от размера частиц они могут переноситься ветром во взвешенном состоянии, скачкообразно и скольжением по по­верхности. Различают пыльные (черные) бури и повседневную (местную) дефляция.

Пыльные бура повторяются раз в 3-20 лет, уносят до 15-20 см поверхностного слоя почвы. При этом крупные частицы почвы передвигаются на небольшие расстояния, задерживаясь у различных препятствий и в понижениях рельефа. Наиболее мелкие частицы почвы (<0,1 и <0.001 мм) в виде воздушной суспензии перемещаются на десятки, согни и даже тысячи кило­метров.

Повседневная дефляция более медленно, но регулярно разрушает почву. Она проявляется в виде верховой эрозии и поземки. При верховой эрозии частицы почвы поднимаются вихревым (турбулентным) движением воздуха высоко вверх, а при поземке они перекатываются ветром по поверхности почвы или перемещаются скачкообразно на небольшой высоте от почвы.

Экологические последствия эрозии. В результате эрозии происходит снижение плодородия почв (при поверхностной водной эрозии и дефляции) или полное уничтожение почвенного покрова (при линейной водной эрозии). Снижение плодородия связано с постепенным удалением наиболее плодородного верхнего слоя и вовлечением в пахотный горизонт менее плодородных нижних горизонтов. Степень снижения плодородия зависит от степени смытости. В результате эрозии ухудшаются физические, химические и биологические свойства почвы. Снижается содержание и запас гумуса,

Загрязнение почв пестицидами. Пестициды - (от лат. pestis - зараза и ceado - убиваю) - общепринятое собирательное название ядохимикатов, используемых в сельском хо­зяйстве для уничтожения тех или иных видов вредных орга­низмов. В зависимости от направления использования пестициды подразделяются на ряд групп:

- гербициды - для борьбы с сорняками;

- арборициды - для уничтожения древесной и кустарниковой растительности;

- фунгициды - для борьбы с грибными болезнями расте­ний;

- зооциды - для борьбы с грызунами;

-инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми и т.д. Наибольшую группу (до 40-50%) пестицидов составляют гербициды.

Применение пестицидов резко снижает потери урожая сельскохозяйственных культур, в 2-3 раза сокращает затраты труда в сельском хозяйстве.

Признавая несомненный положительный эффект химиче­ского способа борьбы с сорняками, грызунами, болезнями рас­тений, следует учитывать побочное негативное действие пес­тицидов на почву и биоту.

часто ухудшается и его качественный состав, снижаются запасы элементов питания (азота, фосфора, калия и др.) и содержание их подвижных форм. Ухудшаются структурное состояние и сложение, уменьшается пористость и увеличивается плотность, что приводит к снижению водопроницаемости, увеличению по­верхностного стока, снижению влагоемкости и запасов доступной для растений влаги. Потеря верхнего наиболее гумусированного и оструктуренного слоя ведет к снижению биологической активности почв: уменьшается численность микроорганизмов и мезофауны. снижается микробиологическая и ферментативная активность почв.

Кроме того, водная эрозия сопровождается рядом других неблагоприятных явлений: потерей талых и дождевых вод, уменьшением запасов воды в почве, расчленением полей, заилением рек, оросительных и дренажных систем, других водоемов, нарушению дорожной сети и т.д.

В конечном счете, ухудшение плодородия эродированных почв приво­дит к снижению урожая сельскохозяйственных растений.

Загрязнение почв удобрениями. Применение минеральных удобрений в сельском хозяйстве направлено на по­вышение содержания в почве элементов питания с целью уве­личения продуктивности сельскохозяйственных культур. Однако когда их вносят в большем количестве, чем требуется рас­тениям, они становятся мощным источником загрязнения почв, сельхозпродукции, почвенных и грунтовых вод, водоемов, рек, атмосферы.

Применение избытка минеральных удобрений имеет следующие негативные последствия:

1. Длительное внесение удобрений изменяет свойства почв. Применение физиологически кислых удобрений повышает кислотность почв, ведет к значительным потерям гумуса.

2. Внесение больших количеств азотных удобрений при­водит к загрязнению почв, сельхозпродукции и пресных вод нитратами, а атмосферы - оксидами азота. При этом происходит эвтрофикация водоемов (эвтрофия - накопление в водных объектах биогенных элементов под воздействием антропогенных или природных факторов. Эвтрофия ведет сначала к по­вышению биологической продуктивности водных бассейнов, а затем к возрастающей нехватке кислорода - к заморам).

3. Минеральные удобрения служат источником загрязне­ния почв тяжелыми металлами (цветные металлы с плотностью большей, чем у железа - более 7874 кг/м³). К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, ртуть и др,

4. Длительное применение минеральных удобрений ока­зывает существенное влияние на почвенную микробиоту, которое проявляется в изменениях родовых и видовых составов почвенных микроорганизмов, активизации и росте численности токсинообразующих видов. Применение минеральных удобре­ний увеличивает численность бактерий, актиномицетов и гри­бов в почвах.

Загрязнение почв химич в-вами

1кл- малоопасные

2кл- умереннопаные

3кл-высокоопасные

4кл- чрезвычайно опасные

Мышьяк, кобальт, уран, никель, кадмий,стронций и др эл-ты

54.Достоинства и недостатки потенциометрических методов химического анализа почв

В ряде случаев необходимо измерение именно активности, а не концентрации. Потенциометрические методы для этой цели не имеют альтернативы. Например, на измерении активности основано определение pH – наиболее часто определяемого показателя химических свойств почв.

Обычно потенциометрию используют для определения концентрации в растворах таких ионов, как F-, Cl-, NO3-, NO2-, S2-, Na+, K+, Ca2+, NH4+, Cu2+ и некоторых других. Кроме того, потенциометрические методы могут быть использованы для определения отдельных химических форм вещества, например, ионов металлов в различных степенях окисления или свободных ионов металлов в присутствии их комплексов

Потенциометрический метод , основанный на измерении электродвижущих сил (э.д..с) обратимых гальванических элементов, используют для определения содержания веществ в растворе и измерения различных физико-химических величин . В потенциометрии обычно применяют гальванический элемент, включающий два электрода, которые могут быть погружены в один и тот же раствор (элемент без переноса ) или в два различных по составу раствора , имеющих между собой жидкостной контакт (цепь с переносом). Электрод, потенциал которого зависит от активности (концентрации) определенных ионов в растворе , называется индикаторным. Для измерения потенциала индикаторного электрода в раствор погружают второй электрод , потенциал которого не зависит от концентрации определяемых ионов. Такой электрод называется электродом сравнения.

В потенциометрии используют два основных класса индикаторных электродов:

1. Электроды, на межфазных границах которых протекают реакции с участием электронов. Такие электроды называют электронообменными. Их функционирование основано на зависимости равновесного потенциала от состава и концентрации исследуемого раствора , описываемой уравнением Нернста:

где Е – равновесный потенциал; Е0 – стандартный потенциал, равный равновесному, если активности всех участвующих в электрохимической реакции компонентов равны единице; n – число электронов, участвующих в полуреакции.

В основном это активные металлические электроды I рода (серебряный , медный , кадмиевый и др.) и инертные электроды (платиновый , золотой).

2. Электроды, на межфазных границах которых протекают ионообменные реакции. Такие электроды называют мембранными или ионообменными, а также ионоселективными (ИСЭ). Потенциал системы, состоящей из внешнего электрода сравнения и ИСЭ, погруженных в исследуемый раствор, описывается модифицированным уравнением Нернста (уравнение Никольского-Эйзенмана):

где const – константа, зависящая от значений стандартных потенциалов внутреннего и внешнего электродов сравнения и от природы мембраны ИСЭ; ai и zi, ak и zk – активности и заряды основного (потенциалопределяющего) и постороннегоионов соответственно; ki/kпот– потенциометрический коэффициент селективности ИСЭ по отношению к потенциалопределяющему иону (i) в присутствии постороннего иона (k).

Классификация потенциометрических методов анализа.

Различают прямую потенциометрию (ионометрию ) – непосредственное измерение равновесного потенциала и нахождение активности ионов в растворе , и косвенную – потенциометрическое титрование – регистрация изменения потенциала в процессе химической реакции между определяемым веществом и титрантом. В потенциометрическом титровании используют реакции основных типов: кислотно-основные , окислительно-восстановительные и комплексообразования, а также прцессы осаждения. Индикаторный электрод выбирают в зависимости от типа химической реакции и природы потенциалопределяющих ионов.

Потенциометрическое титрование. Виды потенциометрического титрования.

Потенциометрическое титрование основано на регистрации изменения потенциала индикаторного электрода в процессе химической реакции между определяемым компонентом и титрантом. Конечную точку титрования (к.т.т.) находят по скачку потенциала, отвечающему моменту завершения реакции.

Потенциометрическая индикация к.т.т., как и визуальная, преследует чисто прикладную цель – количественное определение содержания анализируемого вещества. Но по сравнению с последней потенциометрический метод обладает рядом несомненных преимуществ:

1) как инструментальный метод исключает субъективные ошибки, связанные с визуальным установлением к.т.т .;

2) более чувствителен , т.е. при той же величине погрешности можно снизить нижний предел определяемых концентраций;

3) позволяет осуществлять титрование в мутных и окрашенных средах;

4) дает возможность при определенных условиях дифференцированно (последовательно) определять компоненты из одной пробы;

5) легко поддается автоматизации процесса титрования.

К недостаткам потенциометрического титрования можно отнести не всегда быстрое установление потенциала после добавления титранта и необходимость во многих случаях проводить при титровании большое количество отсчетов.

Виды потенциометрического титрования . Подобно титриметрии с визуальным обнаружением к.т .т ., в потенциометрии могут быть использованы все четыре типа химических реакций: кислотно-основные , осаждения, комплексообразования и окисления- восстановления. К химическим реакциям , применяемым в потенциометрическом титровании, предъявляют те же требования, что и в обычном титриметрическом методе.

Методы потенциометрического титрования. В области к.т.т. происходит замена электрохимической (индикаторной) реакции на другую, что сопровождается скачком потенциала. Исходя из различной степени поляризации электродов и характера обратимости исследуемых систем , можно рекомендовать преимущественное применение в каждом конкретном случае одного из двух методов потенциометрического титрования:

- для определения компонентов обратимых систем успешно применяется классическая потенциометрия в отсутствии тока в цепи;

- для необратимых систем (или когда в испытуемом растворе присутствует лишь один компонент обратимой системы в отсутствии сопряженной формы) более приемлема потенциометрия с контролируемым током.